JP5535630B2 - Polyolefin dispersion technology used for resin-coated sand - Google Patents
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Description
関連出願の相互参照:本出願は、2006年9月11日出願の米国特許仮出願第60/843,682号の優先権を主張するものであり、該仮出願の開示は、本明細書に参照として取り入れられている。 CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS: This application claims priority from US Provisional Application No. 60 / 843,682, filed September 11, 2006, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. It is incorporated as a reference.
本明細書に開示する実施形態は、一般にはポリマーコーテッド(polymer coated)粒状材料に関する。もう1つの態様において、本明細書に開示する実施形態は、ポリマーコーテッド粒状材料を製造するためのプロセスに関する。より具体的な態様において、本明細書に開示する実施形態は、ポリマーコーテッドサンド(polymer coated sand)などの粒状材料に関する。前記サンドまたは他の粒状材料は、水性分散液として供給することができるポリマーもしくはポリマー混合物でコートされたものである場合もあり、または前記ポリマーもしくはポリマー混合物と一体化されたものである場合もある。 Embodiments disclosed herein generally relate to polymer coated particulate materials. In another aspect, embodiments disclosed herein relate to a process for producing a polymer coated particulate material. In a more specific aspect, embodiments disclosed herein relate to particulate materials such as polymer coated sand. The sand or other particulate material may be coated with a polymer or polymer mixture that can be supplied as an aqueous dispersion, or may be integrated with the polymer or polymer mixture. .
人工芝は、シート基材から上に伸びる人工の草のふさから成る。人工の草のふさの間に分散される充填用材料が、それらの人工の草のふさを直立状態で維持して、それらが倒伏するまたは別の望ましくない様子になることを防ぐ。 Artificial grass consists of an artificial grass bush that extends upward from a sheet substrate. Filling material that is distributed between the artificial grass ridges keeps the artificial grass ridges upright to prevent them from falling or becoming otherwise undesirable.
充填材として使用される材料の1つの例として、特許文献1には、弾性材料または熱可塑性ポリマーのいずれかでシリカサンドをコートすることによって形成される充填材が記載されている。これらの充填用粒体は、先ず、シリカの一部分を200℃と300℃の間の温度に加熱し、そのサンドをミキサーに入れ、混合しながらエラストマーまたは熱可塑性ポリマーペレットを添加することによって形成される。その時、その熱可塑性ポリマーを溶融して、そのサンドをコートする。その後、そのミキサーに散水し、空気を流すことによって、その混合物の内容を冷却する。この散水の正確な量およびタイミングは、凝集塊の有意な形成を伴わずに易流動性材料を得るために、非常に重要である。 As an example of a material used as a filler, Patent Document 1 describes a filler formed by coating silica sand with either an elastic material or a thermoplastic polymer. These filling granules are formed by first heating a portion of the silica to a temperature between 200 ° C. and 300 ° C., placing the sand in a mixer and adding elastomer or thermoplastic polymer pellets while mixing. The At that time, the thermoplastic polymer is melted and the sand is coated. The contents of the mixture are then cooled by sprinkling water into the mixer and flowing air. The exact amount and timing of this watering is very important to obtain a free-flowing material without significant formation of agglomerates.
充填材として使用される材料の別の例として、特許文献2には、リサイクルタイヤ材料の芯をプラスチックでコートすることによって形成された充填用粒体が記載されている。これらの充填用粒体は、プラスチックとリサイクルタイヤ粒体を混合し、そのプラスチックを溶融し、その混合物を圧延してシートを形成することによって形成される。それらのシートを冷却してプラスチックを凝固させ、その後、それらのシートを造粒に付し、結果として、充填材として使用するためのプラスチックでコートされたリサイクルタイヤ粒体が得られる。 As another example of a material used as a filler, Patent Document 2 describes a filling particle formed by coating a core of recycled tire material with plastic. These filling granules are formed by mixing plastic and recycled tire granules, melting the plastic, and rolling the mixture to form a sheet. The sheets are cooled to solidify the plastic, and then the sheets are granulated, resulting in recycled tire granules coated with plastic for use as a filler.
充填用材料、芯およびコーティングの選択は、人工芝の全ての特徴に大きな影響を及ぼし得る。充填材の望ましい特性としては、良好な外観と良好な耐摩耗性の両方をもたらす結果となる、均一で完全な粒状基材のコーティング;充填材の圧密の発生を防止することができる、長い使用期間にわたっての良好なすべり抵抗性および耐熱性;望ましい触感、美しさおよびプレーヤー安全性をもたらす柔軟なコーティングが挙げられ、ならびに充填材は、容易に施用できるように易流動性である必要がある。 The choice of filling material, core and coating can have a major impact on all the characteristics of the artificial turf. Desirable properties of the filler include a uniform and complete granular substrate coating that results in both good appearance and good abrasion resistance; can prevent the occurrence of filler compaction, long use Good slip resistance and heat resistance over time; include flexible coatings that provide the desired feel, aesthetics and player safety, and the fillers must be free-flowing to be easily applied.
上で参照した特許および公開公報に記載されているように製造した充填用材料は、所望の特性の良好なバランスを示さない充填材を生じさせる結果となることが多い。加えて、用いられるプロセスが非効率的であり、その結果、粒状材料の不完全なコーティングが生じることまたは過剰な凝集塊が生成されることがある。 Filling materials produced as described in the above referenced patents and publications often result in fillers that do not exhibit a good balance of desired properties. In addition, the process used is inefficient and may result in incomplete coating of particulate material or excessive agglomerates.
従って、充填材を製造するために用いるプロセスには改善が必要である。無駄を減らしてより低いコストをもたらすプロセスを有することが望まれる。優れた耐摩耗性、良好な触感および美しさならびに卓越したプレーヤー安全性をもたらす結果となる均質で均一なコーティングを生じさせるレジンを有することも望まれる。結果として得られる充填材特性および特性のバランスの改善も必要である。 Therefore, improvements are needed in the process used to produce the filler. It would be desirable to have a process that reduces waste and results in lower costs. It would also be desirable to have a resin that yields a uniform and uniform coating that results in excellent wear resistance, good tactile sensation and beauty, as well as excellent player safety. There is also a need to improve the resulting filler properties and balance of properties.
1つの態様において、本明細書に開示する実施形態は、粒状基材および塗布化合物を有するポリマーコーテッド粒状材料に関し、この場合、前記塗布化合物は、前記粒状基材の表面の少なくとも50%をコートし、ならびに塗布時に前記塗布化合物は、熱可塑性ポリマーと安定化化合物とを含む分散液を含む。 In one aspect, embodiments disclosed herein relate to a polymer coated particulate material having a particulate substrate and a coating compound, wherein the coating compound coats at least 50% of the surface of the particulate substrate. As well as during coating, the coating compound includes a dispersion containing a thermoplastic polymer and a stabilizing compound.
もう1つの態様において、本明細書に開示する実施形態は、ポリマーコーテッド粒状材料の形成方法に関し、この方法は、粒状基材と分散液を混ぜる段階(前記分散液は、熱可塑性ポリマーと、安定化化合物と、有機溶剤、水およびこれらの組み合わせから成る群より選択される分散媒とを含む);前記分散媒の少なくとも一部分を除去する段階を含む。 In another aspect, embodiments disclosed herein relate to a method of forming a polymer-coated particulate material, the method comprising mixing a particulate substrate and a dispersion (the dispersion comprising a thermoplastic polymer, a stable And a dispersion medium selected from the group consisting of organic solvents, water, and combinations thereof); and removing at least a portion of the dispersion medium.
本発明の他の態様および利点は、後続の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになる。 Other aspects and advantages of the invention will be apparent from the following description and the appended claims.
1つの態様において、本明細書に記載する実施形態は、ポリマーコーテッド粒状材料に関する。もう1つの態様において、本明細書に記載する実施形態は、ポリマーコーテッド粒状材料を製造するためのプロセスに関する。より具体的な態様において、本明細書に記載する実施形態は、ポリマーコーテッドサンドなどの粒状材料に関する。前記サンドまたは他の粒状材料は、水性分散液として供給することができるポリマーもしくはポリマー混合物でコートされたものである場合もあり、または前記ポリマーもしくはポリマー混合物と一体化されたものである場合もある。 In one aspect, the embodiments described herein relate to polymer-coated particulate materials. In another aspect, the embodiments described herein relate to a process for producing a polymer coated particulate material. In a more specific aspect, the embodiments described herein relate to particulate materials such as polymer coated sand. The sand or other particulate material may be coated with a polymer or polymer mixture that can be supplied as an aqueous dispersion, or may be integrated with the polymer or polymer mixture. .
粒状材料 Granular material
一部の実施形態において、ポリマー外皮でコートされる粒状材料としては、鉱物粒およびサンドを挙げることができる。別の実施形態において、前記粒状材料としては、シリカ系サンド、例えば石英サンド、ホワイトサンド、例えば石灰石系サンド、アルコーズ、および磁鉄鉱、緑泥石、緑海石または石膏を含有するサンドを挙げることができる。別の実施形態において、前記鉱物粒としては、様々なフィラー、例えば、炭酸カルシウム、タルク、ガラス繊維、ポリマー繊維(ナイロン、レーヨン、綿、ポリエステルおよびポリアミドを含む)および金属繊維を挙げることができる。別の実施形態において、コートされる粒状材料としては、リサイクルタイヤをはじめとするゴム粒子を挙げることができる。 In some embodiments, the particulate material that is coated with the polymer skin can include mineral grains and sand. In another embodiment, the particulate material can include silica-based sands, such as quartz sands, white sands, such as limestone-based sands, alcohols, and sands containing magnetite, chlorite, green sea stone or gypsum. . In another embodiment, the mineral particles can include various fillers such as calcium carbonate, talc, glass fibers, polymer fibers (including nylon, rayon, cotton, polyester and polyamide) and metal fibers. In another embodiment, the particulate material to be coated can include rubber particles, including recycled tires.
一部の実施形態において、前記鉱物粒およびサンドのサイズは、0.1から3mmの範囲であり得る。別の実施形態において、前記鉱物粒およびサンドのサイズは、0.2から2.5mm、別の実施形態において0.3から2.0mm;およびさらに別の実施形態において0.4から1.2mmの範囲であり得る。 In some embodiments, the mineral grain and sand size may range from 0.1 to 3 mm. In another embodiment, the size of the mineral grains and sand is 0.2 to 2.5 mm, in another embodiment 0.3 to 2.0 mm; and in yet another embodiment 0.4 to 1.2 mm. Range.
分散液 Dispersion
本明細書に開示する実施形態に従って使用す分散液は、ベースポリマーおよび場合によっては安定剤を含み得る。一部の実施形態において、前記分散液は、有機または水性分散液であり得る。別の実施形態において、前記分散液は、少なくとも1つの熱可塑性レジンと、水と、場合によっては少なくとも1つの安定剤と、場合によってはフィラーとを含む、水性分散液であり得る。 The dispersion used in accordance with the embodiments disclosed herein may include a base polymer and optionally a stabilizer. In some embodiments, the dispersion can be an organic or aqueous dispersion. In another embodiment, the dispersion may be an aqueous dispersion comprising at least one thermoplastic resin, water, optionally at least one stabilizer, and optionally a filler.
ベースポリマー Base polymer
前記分散液組成物中に含まれているベースポリマーレジンは、特定の用途および所望される結果に依存して変わり得る。1つの実施形態において、例えば、前記ベースポリマーは、熱可塑性レジンであり得る。特定の実施形態において、前記熱可塑性レジンは、オレフィンポリマーであり得る。本明細書において用いる場合、一般に、オレフィンポリマーは、一般式CnH2nを有する炭化水素モノマーから成るポリマーの1類を指す。オレフィンポリマーは、コポリマー、例えば、共重合体、ブロックコポリマー、またはマルチブロック共重合体もしくはコポリマーとして存在し得る。 The base polymer resin contained in the dispersion composition can vary depending on the particular application and the desired result. In one embodiment, for example, the base polymer can be a thermoplastic resin. In certain embodiments, the thermoplastic resin can be an olefin polymer. As used herein, olefin polymers generally refer to a class of polymers consisting of hydrocarbon monomers having the general formula C n H 2n . The olefin polymer may be present as a copolymer, such as a copolymer, a block copolymer, or a multi-block copolymer or copolymer.
1つの特定の実施形態において、例えば、前記オレフィンポリマーは、C3−C20線状、分岐もしくは環状ジエン、またはエチレンビニル化合物、例えばビニルアセテート、および式H2C=CHR(式中、Rは、C1−C20線状、分岐もしくは環状アルキル基またはC6−C20アリール基である)によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも1つのコモノマーとエチレンのアルファ−オレフィン共重合体を含むことができる。コモノマーの例としては、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、および1−ドデセンが挙げられる。 In one particular embodiment, for example, the olefin polymer, C 3 -C 20 linear, branched or cyclic diene, or an ethylene vinyl compound, such as vinyl acetate, and wherein H 2 C = CHR (wherein, R An alpha-olefin copolymer of ethylene and at least one comonomer selected from the group consisting of compounds represented by: C 1 -C 20 linear, branched or cyclic alkyl groups or C 6 -C 20 aryl groups) Can be included. Examples of comonomers include propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-octene, 1-octene, Decene and 1-dodecene are mentioned.
別の実施形態において、前記熱可塑性レジンは、C4−C20線状、分岐もしくは環状ジエン、および式H2C=CHR(式中、Rは、C1−C20線状、分岐もしくは環状アルキル基またはC6−C20アリール基である)によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも1つのコモノマーとプロピレンのアルファ−オレフィン共重合体であり得る。コモノマーの例としては、エチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、および1−ドデセンが挙げられる。一部の実施形態において、前記コモノマーは、その共重合体の約5重量%から約25重量%で存在する。1つの実施形態では、プロピレン−エチレン共重合体を使用する。 In another embodiment, the thermoplastic resin is, C 4 -C 20 linear, branched or cyclic diene, and wherein H 2 C = CHR (wherein, R, C 1 -C 20 linear, branched or cyclic alpha of at least one comonomer and propylene is selected from the group consisting of an alkyl group or a compound represented by C 6 -C 20 aryl group) - may be-olefin copolymer. Examples of comonomers include ethylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-octene, 1-octene, Decene and 1-dodecene are mentioned. In some embodiments, the comonomer is present from about 5% to about 25% by weight of the copolymer. In one embodiment, a propylene-ethylene copolymer is used.
本開示において使用することができる熱可塑性レジンの他の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−3−メチル−1−ブテン、ポリ−3−メチル−1−ペンテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−1−ブテンコポリマーおよびプロピレン−1−ブテンコポリマーによって典型的に代表されるような、オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセンおよび1−ドデセン、のホモポリマーおよびコポリマー(エラストマーを含む);エチレン−ブタジエンコポリマーおよびエチレン−エチリデンノルボルネンコポリマーによって典型的に代表されるような、アルファ−オレフィンと共役または非共役ジエンのコポリマー(エラストマーを含む);ならびにポリオレフィン(エラストマーを含む)、例えば、エチレン−プロピレン−ブタジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−1,5−ヘキサジエンコポリマーおよびエチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネンコポリマーによって典型的に代表されるような、2つまたはそれ以上のアルファ−オレフィンと共役または非共役ジエンのコポリマー;エチレン−ビニル化合物コポリマー、例えば、N−メチロイル官能性コモノマーを有するエチレン−ビニルアセテートコポリマー、N−メチロイル官能性コモノマーを有するエチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニルクロライドコポリマー、エチレンアクリル酸またはエチレン−(メタ)アクリル酸コポリマー、およびエチレン−(メタ)アクリレートコポリマー;スチレン系コポリマー(エラストマーを含む)、例えば、ポリスチレン、ABS、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、メチルスチレン−スチレンコポリマー;ならびにスチレンブロックコポリマー(エラストマーを含む)、例えば、スチレン−ブタジエンコポリマーおよびその水和物、ならびにスチレン−イソプレン−スチレントリブロックコポリマー;ポリビニル化合物、例えば、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ビニルクロライド−ビニリデンクロライドコポリマー、ポリメチルアクリレート、およびポリメチルメタクリレート;ポリアミド、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、およびナイロン12;熱可塑性ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート;ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシドなどが挙げられる。これらのレジンは、単独で使用することができ、または2つまたはそれ以上の組み合わせで使用することができる。 Other examples of thermoplastic resins that can be used in the present disclosure include polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, poly-3-methyl-1-butene, poly-3-methyl-1-pentene, poly- Olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl, typically represented by 4-methyl-1-pentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer and propylene-1-butene copolymer Homopolymers and copolymers of -1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene and 1-dodecene (including elastomers) ); Ethylene-butadiene copolymer and ethylene-ethylidene norborneneco Copolymers of alpha-olefins and conjugated or nonconjugated dienes (including elastomers), as typically represented by limers; and polyolefins (including elastomers), such as ethylene-propylene-butadiene copolymers, ethylene-propylene-di A copolymer of two or more alpha-olefins and conjugated or non-conjugated dienes, as typically represented by cyclopentadiene copolymers, ethylene-propylene-1,5-hexadiene copolymers and ethylene-propylene-ethylidene norbornene copolymers; Ethylene-vinyl compound copolymers, such as ethylene-vinyl acetate copolymer with N-methyloyl functional comonomer, ethylene-biene with N-methyloyl functional comonomer Alcohol copolymers, ethylene-vinyl chloride copolymers, ethylene acrylic acid or ethylene- (meth) acrylic acid copolymers, and ethylene- (meth) acrylate copolymers; styrenic copolymers (including elastomers) such as polystyrene, ABS, acrylonitrile-styrene Copolymers, methylstyrene-styrene copolymers; and styrene block copolymers (including elastomers), such as styrene-butadiene copolymers and their hydrates, and styrene-isoprene-styrene triblock copolymers; polyvinyl compounds such as polyvinyl chloride, polyvinylidene Chloride, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, polymethyl acrylate, and polymethyl meta Polyacrylates such as nylon 6, nylon 6,6, and nylon 12; thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polycarbonates, polyphenylene oxide, and the like. These resins can be used alone or in combination of two or more.
特定の実施形態では、ポリオレフィン、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ならびにそれらのコポリマーおよびそれらのブレンド、ならびにエチレン−プロピレン−ジエンターポリマーを使用することができる。一部の実施形態において、オレフィン系ポリマーとしては、Elstonにより米国特許第3,645,992号に記載された均一ポリマー;Andersonの米国特許第4,076,698号に記載されているような高密度ポリエチレン(HDPE);不均一に分岐した線状低密度ポリエチレン(LLDPE);不均一に分岐した線状超低密度(ULDPE);不均一に分岐した、線状エチレン/アルファ−オレフィンコポリマー;例えば米国特許第5,272,236号および米国特許第5,278,272号に記載されているプロセス(これらのプロセスの開示は、本明細書に参照として取り入れられている)によって作製することができる、不均一に分岐した、実質的に線状のエチレン/アルファ−オレフィンポリマー;不均一に分岐した線状エチレン/アルファ−オレフィンポリマー;ならびに高圧、ラジカル重合エチレンポリマーおよびコポリマー、例えば低密度ポリエチレン(LDPE)が挙げられる。 In certain embodiments, polyolefins such as polypropylene, polyethylene, and copolymers and blends thereof, and ethylene-propylene-diene terpolymers can be used. In some embodiments, the olefinic polymer may be a homogeneous polymer described by Elston in US Pat. No. 3,645,992; a high polymer as described in Anderson US Pat. No. 4,076,698. Density polyethylene (HDPE); heterogeneously branched linear low density polyethylene (LLDPE); heterogeneously branched linear ultra-low density (ULDPE); heterogeneously branched linear ethylene / alpha-olefin copolymer; Can be made by the processes described in US Pat. No. 5,272,236 and US Pat. No. 5,278,272, the disclosures of which are incorporated herein by reference. A heterogeneously branched, substantially linear ethylene / alpha-olefin polymer; Toki linear ethylene / alpha - olefin polymer; and a high-pressure radical polymerized ethylene polymers and copolymers such as low density polyethylene (LDPE) and the like.
もう1つの実施形態において、前記熱可塑性レジンとしては、エチレン−カルボン酸コポリマー、例えば、エチレン−ビニルアセテート(EVA)コポリマー、エチレン−アクリル酸(EAA)およびエチレン−メタクリル酸コポリマー、例えば、Dow Chemical Companyから商用名PRIMACOR(商標)、DuPontからNUCREL(商標)、およびExxonMobilからESCOR(商標)で入手できるもの、ならびに米国特許第4,599,392号、同第4,988,781号、および同第5,384,373号(これらのそれぞれは、その全体が本明細書に参照として取り入れられている)に記載されているものなどを挙げることができる。例示的ポリマーとしては、ポリプロピレン(耐衝撃性改質ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレンばかりでなく、ランダムエチレン/プロピレンコポリマーも)、様々なタイプのポリエチレン、例えば、高圧、フリーラジカルLDPE、チーグラー・ナッタLLDPE、メタロセンPE(チーグラー・ナッタPEとメタロセンPEの多反応器PE(「反応器内」)ブレンド、例えば米国特許第6,545,088号、同第6,538,070号、同第6,566,446号、同第5,844,045号、同第5,869,575号および同第6,448,341号に開示されている生成物、を含む)など、が挙げられる。均一ポリマー、例えば、オレフィンプラストマーおよびエラストマー、エチレンおよびプロピレン系コポリマー(例えば、The Dow Chemical Companyから入手できる商品名VERSIFY(商標)で入手できるポリマー、およびExxonMobileから入手できるVISTAMAXX(商標))も一部の実施形態において有用であり得る。勿論、ポリマーのブレンドも使用することができる。一部の実施形態において、前記ブレンドは、2つの異なるチーグラー・ナッタポリマーを含む。別の実施形態において、前記ブレンドとしては、チーグラー・ナッタとメタロセンポリマーのブレンドを挙げることができる。さらに別の実施形態において、ここで使用する熱可塑性レジンは、2つの異なるメタロセンポリマーのブレンドであり得る。 In another embodiment, the thermoplastic resin includes ethylene-carboxylic acid copolymers, such as ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymers, ethylene-acrylic acid (EAA) and ethylene-methacrylic acid copolymers, such as Dow Chemical Company. Available under the trade names PRIMACOR ™ from DuPont, NUCREL ™ from DuPont, and ESCOR ™ from ExxonMobil, and US Pat. Nos. 4,599,392, 4,988,781, and No. 5,384,373, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. Exemplary polymers include polypropylene (impact-modified polypropylene, isotactic polypropylene, atactic polypropylene as well as random ethylene / propylene copolymers), various types of polyethylene such as high pressure, free radical LDPE, Ziegler Natta LLDPE, metallocene PE (Ziegler Natta PE and metallocene PE multi-reactor PE ("intra-reactor") blends, eg, US Pat. Nos. 6,545,088, 6,538,070, 6,566,446, 5,844,045, 5,869,575 and 6,448,341), and the like. Homogeneous polymers such as olefin plastomers and elastomers, ethylene and propylene based copolymers (eg, polymers available under the trade name VERSIFY ™ available from The Dow Chemical Company, and VISTAMAXX ™ available from ExxonMobile) are also part May be useful in this embodiment. Of course, blends of polymers can also be used. In some embodiments, the blend comprises two different Ziegler-Natta polymers. In another embodiment, the blend can include a blend of Ziegler-Natta and metallocene polymer. In yet another embodiment, the thermoplastic resin used herein can be a blend of two different metallocene polymers.
1つの特定の実施形態において、前記熱可塑性レジンは、エチレンとアルケン、例えば1−オクテン、を含むコモノマーとのアルファ−オレフィン共重合体を含むことができる。前記エチレンとオクテンのコポリマーは、単独で存在する場合もあり、または別の熱可塑性レジン、例えばエチレン−アクリル酸コポリマー、との組み合わせで存在する場合もある。一緒に存在する場合、エチレンとオクテンのコポリマーと、エチレン−アクリル酸コポリマーとの重量比は、約1:10から約10:1、例えば、約3:2から約2:3であり得る。ポリマーレジン、例えばエチレン−オクテンコポリマーは、約50%未満、例えば約25%未満、の結晶度を有し得る。 In one particular embodiment, the thermoplastic resin can comprise an alpha-olefin copolymer of ethylene and a comonomer comprising an alkene, such as 1-octene. The ethylene and octene copolymer may be present alone or in combination with another thermoplastic resin, such as an ethylene-acrylic acid copolymer. When present together, the weight ratio of the copolymer of ethylene and octene to the ethylene-acrylic acid copolymer can be from about 1:10 to about 10: 1, such as from about 3: 2 to about 2: 3. A polymeric resin, such as an ethylene-octene copolymer, may have a crystallinity of less than about 50%, such as less than about 25%.
本明細書に開示する実施形態は、少なくとも1つのマルチブロックオレフィン共重合体を含み得るポリマー成分も含むことができる。適するマルチブロックオレフィン共重合体としては、例えば、米国特許仮出願第60/818,911号に記載されているものを挙げることができる。用語「マルチブロックコポリマー」または は、好ましくは直線的に連結された2つまたはそれ以上の化学的に異なる領域またはセグメント(「ブロック」と呼ばれる)を含むポリマー、すなわち、ペンダント様式またはグラフト様式ではなく、重合エチレン官能基についての末端と末端が連結されている化学的に区別されるユニットを含むポリマーを指す。一定の実施形態において、前記ブロックは、それらの中に組み込まれているコモノマーの量もしくはタイプ、密度、結晶度の量、そうした組成のポリマーに起因するクリスタリットサイズ、タクチシティーのタイプ(アイソタクチックもしくはシンジオタクチック)もしくは程度、立体規則性もしくは立体不規則性、分岐(長鎖分岐もしくは超分岐を含む)の量、均一性、または任意の他の化学的もしくは物理的特性の点で異なる。マルチブロックコポリマーは、それらのコポリマーを製造する固有のプロセスに起因する多分散指数(PDIもしくはMw/Mn)の固有の分布、ブロック長分布および/またはブロック数分布によって特徴づけられる。より具体的には、連続プロセスで製造した場合、それらのポリマーの実施形態は、約1.7から約8;別の実施形態では約1.7から約3.5;別の実施形態では約1.7から約2.5;およびさらに別の実施形態では約1.8から約2.5または約1.8から約2.1の範囲のPDIを有し得る。バッチまたはセミバッチプロセスで製造した場合、それらのポリマーの実施形態は、約1.0から約2.9;別の実施形態では約1.3から約2.5;別の実施形態では約1.4から約2.0;およびさらに別の実施形態では約1.4から約1.8の範囲のPDIを有し得る。 Embodiments disclosed herein can also include a polymer component that can include at least one multi-block olefin copolymer. Suitable multiblock olefin copolymers include, for example, those described in US Provisional Patent Application No. 60 / 818,911. The term “multi-block copolymer” or is a polymer comprising two or more chemically distinct regions or segments (referred to as “blocks”), preferably linked linearly, ie not in a pendant or graft format. , Refers to a polymer comprising chemically distinct units that are end-to-end linked for polymerized ethylene functionality. In certain embodiments, the block comprises the amount or type of comonomer incorporated therein, the density, the amount of crystallinity, the crystallite size resulting from the polymer of such composition, the type of tacticity (isotactic) Or syndiotactic) or degree, stereoregularity or stereoregularity, amount of branching (including long chain branching or hyperbranching), uniformity, or any other chemical or physical property. Multi-block copolymers are characterized by an inherent distribution of polydispersity index (PDI or M w / M n ), block length distribution and / or block number distribution due to the inherent process of making those copolymers. More specifically, when produced in a continuous process, those polymer embodiments have from about 1.7 to about 8; in another embodiment from about 1.7 to about 3.5; in another embodiment about 1.7 to about 2.5; and still other embodiments may have a PDI in the range of about 1.8 to about 2.5 or about 1.8 to about 2.1. When produced in a batch or semi-batch process, those polymer embodiments have from about 1.0 to about 2.9; in other embodiments from about 1.3 to about 2.5; in other embodiments from about 1 .4 to about 2.0; and in yet another embodiment, it may have a PDI ranging from about 1.4 to about 1.8.
マルチブロックオレフィン共重合体の1つの例は、エチレン/α−オレフィンブロック共重合体である。マルチブロックオレフィン共重合体のもう1つの例は、プロピレン/α−オレフィン共重合体である。以下の説明は、主モノマーとしてエチレンを有するような共重合体に焦点を当てているが、一般的なポリマー特性に関してはプロピレン系マルチブロック共重合体にも同様に当てはまる。 One example of a multi-block olefin copolymer is an ethylene / α-olefin block copolymer. Another example of a multi-block olefin copolymer is a propylene / α-olefin copolymer. The following description focuses on copolymers having ethylene as the main monomer, but the same applies to propylene-based multiblock copolymers with respect to general polymer properties.
エチレン/α−オレフィンマルチブロック共重合体は、化学的または物理的特性が異なる2つまたはそれ以上の重合モノマーユニットの多数の(すなわち、2つまたはそれ以上の)ブロックまたはセグメント(ブロック共重合体)、好ましくはマルチブロック共重合体によって特徴付けられる、重合した形態でのエチレンと1つまたはそれ以上の共重合性α−オレフィンコモノマーを含むことができる。一部の実施形態において、前記マルチブロック共重合体は、次に式:
(AB)n
によって表すことができ、式中、nは、少なくとも1、好ましくは1より大きい整数、例えば2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100またはそれ以上であり、「A」は、ハードブロックまたはセグメントを表し;ならびに「B」は、ソフトブロックまたはセグメントを表す。好ましくは、AおよびBは、分岐様式またはスター様式でではなく、線状様式で連結される。「ハード」セグメントは、一部の実施形態において95重量パーセントより多い、および別の実施形態において98重量パーセントより多い量でエチレンが存在する、重合ユニットのブロックを指す。言い換えると、ハードセグメントのコモノマー含有量は、一部の実施形態においてそれらのハードセグメントの総重量の5重量パーセント未満、および別の実施形態において2重量パーセント未満である。一部の実施形態において、ハードセグメントは、すべてまたは実質的にすべてエチレンで構成されている。一方、「ソフト」セグメントは、一部の実施形態においてコモノマー含量がそれらのソフトセグメントの総重量の5重量パーセントより多い、様々な別の実施形態において8重量パーセントより多い、10重量パーセントより多いまたは15重量パーセントより多い、重合ユニットのブロックを指す。一部の実施形態において、ソフトセグメントのコモノマー含有量は、20重量パーセントより多い、様々な別の実施形態において、25重量パーセントより多い、30重量パーセントより多い、35重量パーセントより多い、40重量パーセントより多い、45重量パーセントより多い、50重量パーセントより多い、または60重量パーセントより多いことがある。
An ethylene / α-olefin multiblock copolymer is a multi-block (or two or more) block or segment (block copolymer) of two or more polymerized monomer units that differ in chemical or physical properties. ), Preferably in a polymerized form, characterized by a multi-block copolymer, and may contain one or more copolymerizable α-olefin comonomers. In some embodiments, the multi-block copolymer has the formula:
(AB) n
Where n is an integer of at least 1, preferably greater than 1, for example 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 , 100 or more, “A” represents a hard block or segment; and “B” represents a soft block or segment. Preferably, A and B are connected in a linear fashion rather than a branched or star fashion. A “hard” segment refers to a block of polymerized units in which ethylene is present in an amount greater than 95 weight percent in some embodiments and greater than 98 weight percent in another embodiment. In other words, the hard segment comonomer content is less than 5 weight percent of the total weight of the hard segments in some embodiments, and less than 2 weight percent in other embodiments. In some embodiments, the hard segment is composed entirely or substantially all of ethylene. On the other hand, a “soft” segment has a comonomer content in some embodiments greater than 5 weight percent of the total weight of those soft segments, in various other embodiments greater than 8 weight percent, greater than 10 weight percent, or Refers to a block of polymerization units greater than 15 weight percent. In some embodiments, the comonomer content of the soft segment is greater than 20 weight percent, and in various other embodiments, greater than 25 weight percent, greater than 30 weight percent, greater than 35 weight percent, greater than 40 weight percent May be greater, greater than 45 weight percent, greater than 50 weight percent, or greater than 60 weight percent.
一部の実施形態において、AブロックおよびBブロックは、ポリマー鎖に沿ってランダムに分布している。言い換えると、ブロックコポリマーは、
AAA――AA−BBB――BB
にような構造を有さない。
In some embodiments, A blocks and B blocks are randomly distributed along the polymer chain. In other words, the block copolymer is
AAA-AA-BBB-BB
It does not have a structure like
別の実施形態において、ブロックコポリマーは、第三のブロックを有さない。さらに別の実施形態では、ブロックAも、ブロックBも、2つまたはそれ以上のセグメント(またはサブブロック)、例えば先端セグメント(tip segument)、を含まない。 In another embodiment, the block copolymer does not have a third block. In yet another embodiment, neither block A nor block B includes two or more segments (or sub-blocks), such as tip segments.
マルチブロック共重合体は、ゼロより大きい値から約1.0の範囲の平均ブロック指数、ABI、および約1.3より大きい分子量分布、Mw/Mn、によって特徴付けることができる。平均ブロック指数、ABI、は、5℃の増分での20℃から110℃の分取TREFで得られるポリマー画分のそれぞれについてのブロック指数(「BI」)の重量平均である:
同様に、その平均値についての二次モーメントの平方根(以後、二次モーメント重量平均ブロック指数と呼ぶ)は、次のように定義することができる:
それぞれのポリマー画分についてのBIは、次の2つの方程式(これらの両方が同じBI値を与える):
TABは、マルチブロック共重合体と同じ組成(PABのエチレンモル分率を有する)および分子量のランダムコポリマーについてのATREF溶離温度である。TABは、次の方程式:
Ln PAB=α/TAB+β
を用いて、(NMRによって測定される)エチレンのモル分率から計算することができ、この式中のαおよびβは、広い組成のランダムコポリマーの十分に特性付けされている多数の分取TREF画分および/または狭い組成を有する十分に特性付けされている多数のランダムエチレンコポリマーを用いる検量線の作成によって決定することができる2つの定数である。なお、αおよびβは計器によって変わり得る。さらに、その検量線を作成するために用いた分取TREF画分および/またはランダムコポリマーについての適切な分子量範囲およびコモノマータイプを用いて、対象となるポリマー組成で適切な検量線を作成する必要がある。わずかな分子量効果が生じる。同様の分子量範囲から検量線が得られたら、そのような影響は、本質的に無視してもよい。一部の実施形態において、ランダムエチレンコポリマーおよび/またはランダムコポリマーの分取TREF画分は、次の関係を満たす:
Ln P=−237.83/TATREF+0.639
T AB is the ATREF elution temperature for a random copolymer of the same composition (having an ethylene mole fraction of P AB ) and molecular weight as the multiblock copolymer. T AB is the following equation:
Ln P AB = α / T AB + β
Can be calculated from the mole fraction of ethylene (measured by NMR), where α and β are a number of well-characterized preparative TREFs of a wide composition of random copolymers. Two constants that can be determined by creating a calibration curve using a number of well-characterized random ethylene copolymers with fractions and / or narrow composition. Note that α and β may vary depending on the instrument. In addition, it is necessary to create an appropriate calibration curve for the polymer composition of interest using the appropriate molecular weight range and comonomer type for the preparative TREF fraction and / or random copolymer used to generate the calibration curve. is there. A slight molecular weight effect occurs. If a calibration curve is obtained from a similar molecular weight range, such effects can be essentially ignored. In some embodiments, the random ethylene copolymer and / or the preparative TREF fraction of the random copolymer satisfy the following relationship:
Ln P = −237.83 / T ATREF +0.639
上の検量方程式は、エチレンのモル分率、P、を、狭い組成のランダムコポリマーについてのおよび/または広い組成のランダムコポリマーの分取TREF画分についての解析的TREF溶離温度、TATREF、と関係付けるものである。TXOは、Pxのエチレンモル分率を有する、同じ組成のランダムコポリマーについてのATREF温度である。TXOは、Ln PX=α/TXO+βから計算することができる。逆に言えば、TXOは、TxのATREF温度を有する、同じ組成のランダムコポリマーについてのエチレンモル分率であり、Ln PXO=α/TX+βから計算することができる。 The above calibration equation relates the mole fraction of ethylene, P, to the analytical TREF elution temperature, T ATREF , for narrow compositions of random copolymers and / or for preparative TREF fractions of broad compositions of random copolymers. It is what you attach. T XO is having an ethylene mole fraction of P x, it is the ATREF temperature for a random copolymer of the same composition. T XO can be calculated from Ln P X = α / T XO + β. Conversely, T XO is the ethylene mole fraction for a random copolymer of the same composition with an ATREF temperature of T x and can be calculated from Ln P XO = α / T X + β.
それぞれの分取TREF画分についてのブロック指数(BI)が得られたら、全ポリマーについての重量平均ブロック指数、ABI、を計算することができる。一部の実施形態において、ABIは、ゼロより大きいが、約0.4より小さく、または約0.1から約0.3である。別の実施形態において、ABIは、約0.4より大きく、且つ約1.0以下である。好ましくは、ABIは、約0.4から約0.7、約0.5から約0.7、または約0.6から約0.9の範囲内である。一部の実施形態において、ABIは、約0.3から約0.9、約0.3から約0.8、または約0.3から約0.7、約0.3から約0.6、約0.3から約0.5、または約0.3から約0.4の範囲内である。別の実施形態において、ABIは、約0.4から約1.0、約0.5から約1.0、または約0.6から約1.0、約0.7から約1.0、約0.8から約1.0、または約0.9から約1.0の範囲内である。 Once the block index (BI) for each preparative TREF fraction is obtained, the weight average block index, ABI, for all polymers can be calculated. In some embodiments, ABI is greater than zero but less than about 0.4 or from about 0.1 to about 0.3. In another embodiment, ABI is greater than about 0.4 and no greater than about 1.0. Preferably, ABI is in the range of about 0.4 to about 0.7, about 0.5 to about 0.7, or about 0.6 to about 0.9. In some embodiments, ABI is from about 0.3 to about 0.9, from about 0.3 to about 0.8, or from about 0.3 to about 0.7, from about 0.3 to about 0.6. , About 0.3 to about 0.5, or about 0.3 to about 0.4. In another embodiment, the ABI is from about 0.4 to about 1.0, from about 0.5 to about 1.0, or from about 0.6 to about 1.0, from about 0.7 to about 1.0, Within the range of about 0.8 to about 1.0, or about 0.9 to about 1.0.
マルチブロック共重合体のもう1つの特徴は、その共重合体が、分取TREFによって得ることができる少なくとも1つのポリマー画分を含むことができることであり、この場合、前記画分は、約0.1より大きく、且つ約1.0までのブロック指数を有し、前記ポリマーは、約1.3より大きい分子量分布、Mw/Mn、を有する。一部の実施形態において、前記ポリマー画分は、約0.6より大きく、且つ約1.0まで、約0.7より大きく、且つ約1.0まで、約0.8より大きく、且つ約1.0まで、または約0.9より大きく、且つ約1.0までのブロック指数を有する。別の実施形態において、前記ポリマー画分は、約0.1より大きく、且つ約1.0まで、約0.2より大きく、且つ約1.0まで、約0.3より大きく、且つ約1.0まで、約0.4より大きく、且つ約1.0まで、または約0.4より大きく、且つ約1.0までのブロック指数を有する。さらに別の実施形態において、前記ポリマー画分は、約0.1より大きく、且つ約0.5まで、約0.2より大きく、且つ約0.5まで、約0.3より大きく、且つ約0.5まで、または約0.4より大きく、且つ約0.5までのブロック指数を有する。さらに別の実施形態において、前記ポリマー画分は、約0.2より大きく、且つ約0.9まで、約0.3より大きく、且つ約0.8まで、約0.4より大きく、且つ約0.7まで、または約0.5より大きく、且つ約0.6までのブロック指数を有する。 Another feature of the multi-block copolymer is that the copolymer can comprise at least one polymer fraction obtainable by preparative TREF, wherein the fraction is about 0 Having a block index greater than .1 and up to about 1.0, the polymer has a molecular weight distribution, M w / M n , greater than about 1.3. In some embodiments, the polymer fraction is greater than about 0.6 and up to about 1.0, greater than about 0.7, up to about 1.0, greater than about 0.8, and about It has a block index of up to 1.0 or greater than about 0.9 and up to about 1.0. In another embodiment, the polymer fraction is greater than about 0.1 and up to about 1.0, greater than about 0.2, up to about 1.0, greater than about 0.3, and about 1 A block index of up to 0.0, greater than about 0.4, and up to about 1.0, or greater than about 0.4, and up to about 1.0. In yet another embodiment, the polymer fraction is greater than about 0.1 and up to about 0.5, greater than about 0.2, up to about 0.5, greater than about 0.3, and about It has a block index up to 0.5, or greater than about 0.4 and up to about 0.5. In yet another embodiment, the polymer fraction is greater than about 0.2 and up to about 0.9, greater than about 0.3, up to about 0.8, greater than about 0.4, and about It has a block index up to 0.7 or greater than about 0.5 and up to about 0.6.
本発明の実施形態において使用するエチレンα−オレフィンマルチブロック共重合体は、エチレンと少なくとも1つのC3−C20α−オレフィンとの共重合体であり得る。前記共重合体は、C4−C18ジオレフィンおよび/またはアルケニルベンゼンをさらに含むことができる。エチレンとの重合に有用な適する不飽和コモノマーとしては、例えば、エチレン不飽和モノマー、共役または非共役ジエン、ポリエン、アルケニルベンゼンなどが挙げられる。そのようなコモノマーの例としては、C3−C20α−オレフィン、例えば、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセンなどが挙げられる。1−ブテンおよび1−オクテンが特に好ましい。他の適するモノマーとしては、スチレン、ハロ置換またはアルキル置換スチレン、ビニルベンゾシクロブタン、1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、およびナフテン系化合物(例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン、およびシクロオクテンなど)が挙げられる。 The ethylene α-olefin multiblock copolymer used in the embodiments of the present invention may be a copolymer of ethylene and at least one C 3 -C 20 α-olefin. The copolymer may further comprise C 4 -C 18 diolefin and / or alkenylbenzene. Suitable unsaturated comonomers useful for polymerization with ethylene include, for example, ethylenically unsaturated monomers, conjugated or nonconjugated dienes, polyenes, alkenylbenzenes, and the like. Examples of such comonomers include C 3 -C 20 α-olefins such as propylene, isobutylene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1- Examples include octene, 1-nonene, and 1-decene. 1-butene and 1-octene are particularly preferred. Other suitable monomers include styrene, halo- or alkyl-substituted styrene, vinyl benzocyclobutane, 1,4-hexadiene, 1,7-octadiene, and naphthenic compounds such as cyclopentene, cyclohexene, and cyclooctene. It is done.
本明細書に開示するマルチブロック共重合体は、従来の、ランダムコポリマー、ポリマーの物理的ブレンド、および逐次的モノマー付加、可動性触媒およびアニオンまたはカチオンリビング重合技術によって作製されたブロックコポリマーとは区別することができる。特に、等価の結晶度またはモジュラスで同じモノマーおよびモノマー含有量のランダムコポリマーと比較すると、本共重合体は、より良好な(高い)耐熱性(例えば、融点によって測られる)、より高いTMA針侵入温度、より高い高温引張強度、および/またはより高い高温捩り貯蔵弾性率(high-temperature torsion storage modulus)(例えば、動的機械分析によって決定される)を有する。同じモノマーおよびモノマー含有量を含有するランダムコポリマーと比較して、本マルチブロック共重合体は、より低い圧縮永久ひずみ(特に、高温で)、より低い応力緩和、より高い耐クリープ性、より高い引裂強度、より高い耐ブロッキング性、より高い結晶化(凝固)温度に起因するより早い硬化、より高い回復率(特に、高温で)、より良好な耐摩損性、より高い収縮率、ならびにより良好な油およびフィラー受容性を有するので、充填材の特性は、本マルチブロック共重合体の実施形態の使用の恩恵を受けことができる。 The multi-block copolymers disclosed herein are distinct from conventional, random copolymers, physical blends of polymers, and block copolymers made by sequential monomer addition, mobile catalyst and anionic or cationic living polymerization techniques. can do. In particular, when compared to random copolymers of the same monomer and monomer content with equivalent crystallinity or modulus, the copolymer has better (higher) heat resistance (eg measured by melting point), higher TMA needle penetration Has temperature, higher high temperature tensile strength, and / or higher high-temperature torsion storage modulus (eg, determined by dynamic mechanical analysis). Compared to random copolymers containing the same monomer and monomer content, the present multiblock copolymer has lower compression set (especially at higher temperatures), lower stress relaxation, higher creep resistance, higher tear Strength, higher blocking resistance, faster cure due to higher crystallization (solidification) temperature, higher recovery rate (especially at high temperature), better wear resistance, higher shrinkage, and better Since it has oil and filler receptivity, the properties of the filler can benefit from the use of embodiments of the present multiblock copolymer.
他のオレフィン共重合体としては、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレンなどをはじめとするモノビニリデン芳香族モノマーを含むポリマーが挙げられる。特に、エチレンとスチレンを含む共重合体を使用することができる。別の実施形態において、エチレンとスチレンとC3−C20αオレフィンを含む、場合によってはC4−C20ジエンを含む、コポリマーを使用することができる。 Other olefin copolymers include polymers containing monovinylidene aromatic monomers including styrene, o-methyl styrene, p-methyl styrene, t-butyl styrene and the like. In particular, a copolymer containing ethylene and styrene can be used. In another embodiment, comprising ethylene, styrene and C 3 -C 20 alpha-olefin, optionally containing C 4 -C 20 diene, it may be used copolymers.
適する非共役ジエンモノマーとしては、6から15個の炭素原子を有する直鎖、分岐鎖または環式炭化水素ジエンを挙げることができる。適する非共役ジエンの例としては、直鎖非環式ジエン、例えば、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン;分岐鎖非環式ジエン、例えば、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン、3,7−ジメチル−1,7−オクタジエン、およびジヒドロミリセン(dihydromyricene)とジヒドロオシネン(dihydroocinene)の混合異性体;単環脂環式ジエン、例えば、1,3−シクロペンタジエン、1,4−シクロヘキサジエン、1,5−シクロオクタジエンおよび1,5−シクロドデカジエン;ならびに多環脂環式縮合および架橋環ジエン、例えば、テトラヒドロインデン、メチルテトラヒドロインデン、ジシクロペンタジエン、ビシクロ−(2,2,1)−ヘプタ−2,5−ジエン;アルケニル、アルキリデン、シクロアルケニルおよびシクロアルキリデンノルボルネン、例えば、5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB)、5−プロペニル−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、5−(4−シクロペンテニル)−2−ノルボルネン、5−シクロヘキシリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、およびノルボルナジエンが挙げられるが、これらに限定されない。EPDMを作製するために典型的に使用されるジエンのうち、特に好ましいジエンは、1,4−ヘキサジエン(HD)、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)、5−ビニリデン−2−ノルボルネン(VNB)、5−メチレン−2−ノルボルネン(MNB)、およびジシクロペンタジエン(DCPD)である。 Suitable non-conjugated diene monomers can include straight chain, branched chain or cyclic hydrocarbon dienes having 6 to 15 carbon atoms. Examples of suitable non-conjugated dienes include straight chain acyclic dienes such as 1,4-hexadiene, 1,6-octadiene, 1,7-octadiene, 1,9-decadiene; branched chain acyclic dienes such as , 5-methyl-1,4-hexadiene, 3,7-dimethyl-1,6-octadiene, 3,7-dimethyl-1,7-octadiene, and dihydromyricene and dihydroocinene Mixed isomers; monocyclic alicyclic dienes such as 1,3-cyclopentadiene, 1,4-cyclohexadiene, 1,5-cyclooctadiene and 1,5-cyclododecadiene; and polycyclic alicyclic condensations And bridged ring dienes such as tetrahydroindene, methyltetrahydroindene, dicyclopentadiene, bicyclo- (2,2,1) -hepta , 5-dienes; alkenyl, alkylidene, cycloalkenyl and cycloalkylidene norbornene, such as 5-methylene-2-norbornene (MNB), 5-propenyl-2-norbornene, 5-isopropylidene-2-norbornene, 5- (4 -Cyclopentenyl) -2-norbornene, 5-cyclohexylidene-2-norbornene, 5-vinyl-2-norbornene, and norbornadiene, but are not limited thereto. Of the dienes typically used to make EPDM, particularly preferred dienes are 1,4-hexadiene (HD), 5-ethylidene-2-norbornene (ENB), 5-vinylidene-2-norbornene (VNB). ), 5-methylene-2-norbornene (MNB), and dicyclopentadiene (DCPD).
本明細書に開示する実施形態に従って使用することができる望ましいポリマーの1類は、エチレンと、C3−C20α−オレフィン、特にプロピレンと、場合によっては1つまたはそれ以上のジエンモノマーとの弾性共重合体を含む。この実施形態において使用するために好ましいα−オレフィンは、式CH2=CHR*によって表され、この式中、R*は、1から12個の炭素原子の線状または分岐アルキル基である。適するα−オレフィンの例としては、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテンが挙げられるが、これらに限定されない。特に好ましいα−オレフィンは、プロピレンである。これらのプロピレン系ポリマーは、当分野において、一般に、EPまたはEPDMポリマーと呼ばれる。そのようなポリマー、特にマルチブロックEPDMタイプのポリマー、を作製する際に使用するために適するジエンとしては、4から20個の炭素原子を含む、共役または非共役、直鎖または分岐鎖、環式または多環式ジエンが挙げられる。好ましいジエンとしては、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、および5−ブチリデン−2−ノルボルネンが挙げられる。特に好ましいジエンは、5−エチリデン−2−ノルボルネンである。 One class of desirable polymers that may be used in accordance with embodiments disclosed herein, the ethylene, C 3 -C 20 alpha-olefin, especially propylene, and optionally one or more diene monomers Contains an elastic copolymer. Preferred α-olefins for use in this embodiment are represented by the formula CH 2 ═CHR * , where R * is a linear or branched alkyl group of 1 to 12 carbon atoms. Examples of suitable α-olefins include, but are not limited to, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, and 1-octene. A particularly preferred α-olefin is propylene. These propylene-based polymers are commonly referred to in the art as EP or EPDM polymers. Suitable dienes for use in making such polymers, particularly multiblock EPDM type polymers, are conjugated or non-conjugated, linear or branched, cyclic, containing from 4 to 20 carbon atoms. Or a polycyclic diene is mentioned. Preferred dienes include 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and 5-butylidene-2-norbornene. A particularly preferred diene is 5-ethylidene-2-norbornene.
本明細書に記載するポリマー(ホモポリマー、コポリマー、共重合体およびマルチブロック共重合体)は、一部の実施形態において0.01から2000g/10分、別の実施形態において0.01から1000g/10分、別の実施形態において0.01から500g/10分、およびさらに別の実施形態において0.01から100g/10分のメルトインデックス、I2、を有し得る。一定の実施形態において、前記ポリマーは、0.01から10g/10分、0.5から50g/10分、1から30g/10分、1から6g/10分、または0.3から10g/10分のメルトインデックス、I2、を有し得る。一定の実施形態において、前記ポリマーのメルトインデックスは、約1g/10分、3g/10分、または5g/10分であり得る。 The polymers described herein (homopolymers, copolymers, copolymers and multi-block copolymers) can be 0.01 to 2000 g / 10 min in some embodiments and 0.01 to 1000 g in another embodiment. / 10 minutes, in another embodiment 0.01 to 500 g / 10 minutes, and in yet another embodiment 0.01 to 100 g / 10 minutes melt index, I 2 . In certain embodiments, the polymer is 0.01 to 10 g / 10 min, 0.5 to 50 g / 10 min, 1 to 30 g / 10 min, 1 to 6 g / 10 min, or 0.3 to 10 g / 10. May have a melt index, I 2 , of minutes. In certain embodiments, the melt index of the polymer can be about 1 g / 10 min, 3 g / 10 min, or 5 g / 10 min.
本明細書に記載するポリマーは、一部の実施形態において1,000g/molから5,000,000g/mol、別の実施形態において1,000g/molから1,000,000g/mol、別の実施形態において10,000g/molから500,000g/mol、およびさらに別の実施形態において10,000g/molから300,000g/molの分子量、Mw、を有し得る。本明細書に記載するポリマーの密度は、一部の実施形態において0.80から0.99g/cm3;エチレン含有ポリマーについては0.85g/cm3から0.97g/cm3であり得る。一定の実施形態において、前記エチレン/α−オレフィンポリマーの密度は、0.860から0.925g/cm3または0.867から0.910g/cm3の範囲であり得る。 The polymers described herein can have 1,000 g / mol to 5,000,000 g / mol in some embodiments, 1,000 g / mol to 1,000,000 g / mol, in other embodiments, In embodiments, it may have a molecular weight, M w , from 10,000 g / mol to 500,000 g / mol, and in yet another embodiment from 10,000 g / mol to 300,000 g / mol. The density of the polymers described herein, some embodiments 0.99 g / cm 3 0.80 in form; for ethylene containing polymers can be from 0.85 g / cm 3 at 0.97 g / cm 3. In certain embodiments, the density of the ethylene / alpha-olefin polymers may range from 0.925 g / cm 3 or 0.867 of 0.910 g / cm 3 0.860.
一部の実施形態において、本明細書に記載するポリマーは、10MPaより大きい引張強度、別の実施形態において11MPa以上の引張強度、およびさらに別の実施形態において13MPa以上の引張強度を有し得る。一部の実施形態において、本明細書に記載するポリマーは、11cm/分のクロスヘッド分離速度で少なくとも600パーセント、別の実施形態において少なくとも700パーセント、別の実施形態において少なくとも800パーセント、およびさらに別の実施形態において少なくとも900パーセントの破断点伸び率を有し得る。 In some embodiments, the polymers described herein can have a tensile strength of greater than 10 MPa, in another embodiment, a tensile strength of 11 MPa or greater, and in yet another embodiment, a tensile strength of 13 MPa or greater. In some embodiments, the polymers described herein are at least 600 percent at a crosshead separation speed of 11 cm / min, at least 700 percent in another embodiment, at least 800 percent in another embodiment, and further In some embodiments, it may have an elongation at break of at least 900 percent.
一部の実施形態において、本明細書に記載するポリマーは、1から50、別の実施形態において1から20、およびさらに別の実施形態において1から10の貯蔵弾性率比、G’(25℃)/G’(100℃)、を有し得る。一部の実施形態において、前記ポリマーは、80パーセント未満の70℃圧縮永久ひずみ、別の実施形態において70パーセント未満、別の実施形態において60パーセント未満、およびさらに別の実施形態において50パーセント未満、40パーセント未満、下は0パーセントに至るまでの圧縮永久ひずみを有し得る。 In some embodiments, the polymers described herein have a storage modulus ratio, G ′ (25 ° C.) of 1 to 50, in another embodiment 1 to 20, and in yet another embodiment 1 to 10. ) / G ′ (100 ° C.). In some embodiments, the polymer is less than 80 percent 70 ° C. compression set, in another embodiment less than 70 percent, in another embodiment less than 60 percent, and in yet another embodiment less than 50 percent; It may have a compression set of less than 40 percent and down to 0 percent.
一部の実施形態において、前記エチレン/α−オレフィン共重合体は、85J/g未満の融解熱を有し得る。別の実施形態において、前記エチレン/α−オレフィン共重合体は、100ポンド/フィート2(4800Pa)であるまたはそれ以下の、別の実施形態において50 lbs/ft2(2400Pa)であるまたはそれ以下の、さらに別の実施形態において5 lbs/ft2(240Pa)であるまたはそれ以下の、および0 lbs/ft2(0Pa)ほどもの低さのペレットブロッキング強度を有し得る。 In some embodiments, the ethylene / α-olefin copolymer can have a heat of fusion of less than 85 J / g. In another embodiment, the ethylene / α-olefin copolymer is 100 pounds / ft 2 (4800 Pa) or less, and in another embodiment, 50 lbs / ft 2 (2400 Pa) or less. In yet another embodiment, it may have a pellet blocking strength of 5 lbs / ft 2 (240 Pa) or less and as low as 0 lbs / ft 2 (0 Pa).
一部の実施形態において、異なる量のコモノマーを組み込む2つの触媒を用いて製造されたブロックポリマーは、95:5から5:95の範囲の、それによって形成されたブロックの重量比を有し得る。一部の実施形態において、前記弾性共重合体は、そのポリマーの総重量に基づき、20から90パーセントのエチレン含有量、0.1から10パーセントのジエン含有量、および10から80パーセントのα−オレフィン含有量を有する。別の実施形態において、前記マルチブロック弾性ポリマーは、そのポリマーの総重量に基づき、60から90パーセントのエチレン含有量、0.1から10パーセントのジエン含有量、および10から40パーセントのα−オレフィン含有量を有する。別の実施形態において、前記共重合体は、1から250の範囲のムーニー粘度(ML(1+4)125℃)を有し得る。別の実施形態において、そのようなポリマーは、65から75パーセントのエチレン含有量、0から6パーセントのジエン含有量、および20から35パーセントのα−オレフィン含有量を有し得る。 In some embodiments, a block polymer made with two catalysts that incorporate different amounts of comonomer may have a weight ratio of blocks formed thereby ranging from 95: 5 to 5:95. . In some embodiments, the elastic copolymer has an ethylene content of 20 to 90 percent, a diene content of 0.1 to 10 percent, and an α- of 10 to 80 percent, based on the total weight of the polymer. Has an olefin content. In another embodiment, the multi-block elastic polymer has an ethylene content of 60 to 90 percent, a diene content of 0.1 to 10 percent, and an α-olefin of 10 to 40 percent, based on the total weight of the polymer. Has a content. In another embodiment, the copolymer may have a Mooney viscosity (ML (1 + 4) 125 ° C.) in the range of 1 to 250. In another embodiment, such a polymer may have an ethylene content of 65 to 75 percent, a diene content of 0 to 6 percent, and an α-olefin content of 20 to 35 percent.
一定の実施形態において、前記ポリマーは、5重量%と20重量%の間のエチレン含有量および0.5から300g/10分のメルトフローレート(2.16kg重量で230℃)を有する、プロピレン−エチレンコポリマーまたは共重合体であり得る。別の実施形態において、前記プロピレン−エチレンコポリマーまたは共重合体は、9重量%と12重量%の間のエチレン含有量および1から100g/10分のメルトフローレート(2.16kg重量で230℃)を有し得る。 In certain embodiments, the polymer has an ethylene content between 5 and 20 wt% and a melt flow rate of 0.5 to 300 g / 10 min (230 ° C at 2.16 kg weight) It can be an ethylene copolymer or copolymer. In another embodiment, the propylene-ethylene copolymer or copolymer has an ethylene content between 9% and 12% by weight and a melt flow rate of 1 to 100 g / 10 min (230 ° C. at 2.16 kg weight). Can have.
一部の実施形態において、前記ポリマーは、プロピレン系コポリマーまたは共重合体である。一定の実施形態において、前記プロピレン系ポリマーは、プロピレン−αオレフィンコポリマーであり得る。一部の実施形態において、プロピレン/エチレンコポリマーまたは共重合体は、実質的にアイソタクチックなプロピレン配列を有するという特徴がある。用語「実質的にアイソタクチックなプロピレン配列」および類似の用語は、その配列が、13C NMRによって測定して約0.85より大きい、好ましくは約0.90より大きい、さらに好ましくは約0.92より大きい、および最も好ましくは約0.93より大きいアイソタクチックトリアッド(mm)を有することを意味する。アイソタクチックトリアッドは、当分野では周知であり、例えば、米国特許第5,504,172号およびWO 00/01745に記載されており、これは、13C NMRスペクトルによって決定されるようなコポリマー分子鎖内のトリアッドユニットに関してのアイソタクチックな配列を指す。他の特定の実施形態において、前記エチレン−αオレフィンコポリマーは、エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、またはエチレン−オクテンコポリマーまたは共重合体であり得る。他の特定の実施形態において、前記プロピレン−αオレフィンコポリマーは、プロピレン−エチレンまたはプロピレン−エチレン−ブテンコポリマーまたは共重合体であり得る。 In some embodiments, the polymer is a propylene-based copolymer or copolymer. In certain embodiments, the propylene-based polymer can be a propylene-alpha olefin copolymer. In some embodiments, the propylene / ethylene copolymer or copolymer is characterized as having a substantially isotactic propylene sequence. The term “substantially isotactic propylene sequence” and similar terms indicate that the sequence is greater than about 0.85, preferably greater than about 0.90, more preferably about 0, as determined by 13 C NMR. Means having an isotactic triad (mm) greater than .92, and most preferably greater than about 0.93. Isotactic triads are well known in the art and are described, for example, in US Pat. No. 5,504,172 and WO 00/01745, which are copolymers as determined by 13 C NMR spectra. Refers to an isotactic arrangement with respect to triad units in the molecular chain. In other specific embodiments, the ethylene-alpha olefin copolymer can be ethylene-butene, ethylene-hexene, or ethylene-octene copolymer or copolymer. In other specific embodiments, the propylene-alpha olefin copolymer may be a propylene-ethylene or propylene-ethylene-butene copolymer or copolymer.
本明細書に記載するポリマー(ホモポリマー、コポリマー、共重合体、マルチブロック共重合体)は、シングルサイト触媒を使用して製造することができ、ならびに約15,000から約5,000,000、例えば、約20,000から約1,000,000の重量平均分子量を有し得る。前記ポリマーの分子量分布は、約1.01から約80、例えば、約1.5から約40、例えば約1.8から約20であり得る。 The polymers described herein (homopolymers, copolymers, copolymers, multiblock copolymers) can be made using a single site catalyst, as well as from about 15,000 to about 5,000,000. For example, it may have a weight average molecular weight of about 20,000 to about 1,000,000. The molecular weight distribution of the polymer can be from about 1.01 to about 80, such as from about 1.5 to about 40, such as from about 1.8 to about 20.
前記レジンは、一部の実施形態において、比較的低い融点を有することもある。例えば、本明細書に記載するポリマーの融点は、約160℃未満、例えば、約130℃未満、例えば120℃未満であり得る。例えば、1つの実施形態において、前記融点は、約100℃未満であり得、もう1つの実施形態において、前記融点は、約90℃未満、別の実施形態において80℃未満、およびさらに別の実施形態において70℃未満であり得る。前記ポリマーレジンのガラス転移温度も比較的低いことがある。例えば、前記ガラス転移温度は、約50℃未満、例えば、約40℃未満であり得る。 The resin may have a relatively low melting point in some embodiments. For example, the melting point of the polymers described herein can be less than about 160 ° C, such as less than about 130 ° C, such as less than 120 ° C. For example, in one embodiment, the melting point can be less than about 100 ° C., in another embodiment, the melting point is less than about 90 ° C., in another embodiment, less than 80 ° C., and yet another implementation. It may be less than 70 ° C. in form. The glass transition temperature of the polymer resin may also be relatively low. For example, the glass transition temperature can be less than about 50 ° C., such as less than about 40 ° C.
一部の実施形態において、前記ポリマーは、30から100のショアA硬度を有し得る。別の実施形態において、前記ポリマーは、40から90、別の実施形態において30から80、およびさらに別の実施形態において40から75のショアA硬度を有し得る。 In some embodiments, the polymer can have a Shore A hardness of 30 to 100. In another embodiment, the polymer may have a Shore A hardness of 40 to 90, in another embodiment 30 to 80, and in yet another embodiment 40 to 75.
前記オレフィンポリマー、コポリマー、共重合体およびマルチブロック共重合体を、そのポリマー構造に少なくとも1つの官能基を組み込むことによって、官能化することができる。例示的官能基としては、例えば、エチレン不飽和一および二官能性カルボン酸、エチレン不飽和一および二官能性カルボン酸無水物、それらの塩ならびにそれらのエステルを挙げることができる。そのような官能基をオレフィンポリマーにグラフトさせることができ、またはそれをエチレンおよび任意の追加のコモノマーと共重合させて、エチレンと官能性コモノマーと任意の他のコモノマー(単数または複数)の共重合体を形成することができる。ポリエチレンに官能基をグラフトさせるための手段は、例えば、米国特許第4,762,890号、同第4,927,888号および同第4,950,541号に記載されており、これらの開示は、それら全体が本明細書に参照として取り入れられている。1つの特に有用な官能基は、無水マレイン酸である。 The olefin polymers, copolymers, copolymers and multiblock copolymers can be functionalized by incorporating at least one functional group into the polymer structure. Exemplary functional groups can include, for example, ethylenically unsaturated mono- and difunctional carboxylic acids, ethylene unsaturated mono- and difunctional carboxylic anhydrides, salts thereof, and esters thereof. Such functional groups can be grafted onto the olefin polymer, or it can be copolymerized with ethylene and any additional comonomer to co-polymerize ethylene with the functional comonomer and any other comonomer (s). A coalescence can be formed. Means for grafting functional groups onto polyethylene are described, for example, in US Pat. Nos. 4,762,890, 4,927,888 and 4,950,541, the disclosures of which are hereby incorporated by reference. Are incorporated herein by reference in their entirety. One particularly useful functional group is maleic anhydride.
官能性ポリマー中に存在する官能基の量は、様々であり得る。前記官能基は、一部の実施形態において少なくとも約1.0重量パーセント、別の実施形態において少なくとも約5重量パーセント、およびさらに別の実施形態において少なくとも約7重量パーセントの量で存在し得る。前記官能基は、一部の実施形態において約40重量パーセント未満、別の実施形態において約30重量パーセント未満、およびさらに別の実施形態において約25重量パーセント未満の量で存在し得る。 The amount of functional groups present in the functional polymer can vary. The functional group may be present in an amount of at least about 1.0 weight percent in some embodiments, at least about 5 weight percent in another embodiment, and at least about 7 weight percent in yet another embodiment. The functional group may be present in an amount of less than about 40 weight percent in some embodiments, less than about 30 weight percent in another embodiment, and less than about 25 weight percent in yet another embodiment.
安定剤 Stabilizer
本明細書に開示する実施形態は、安定な分散液またはエマルジョンの形成を促進するために1つまたはそれ以上の安定剤を使用することがある。一部の実施形態において、前記安定剤は、界面活性剤、分散剤、乳化剤、もしくはポリマー(上で詳述したベースポリマーとは異なる)、またはこれらの混合物であり得る。一定の実施形態において、前記ポリマーは、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する、極性ポリマーであり得る。好ましい実施形態において、前記安定剤は、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する、1つまたはそれ以上の極性ポリオレフィンを含む。代表的なポリマーとしては、エチレン−アクリル酸(EAA)およびエチレン−メタクリル酸コポリマー、例えば、商標PRIMACOR(商標)(The Dow Chemical Companyの商標)、NUCREL(商標)(E.I.DuPont de Nemoursの商標)、およびESCOR(商標)(ExxonMobilの商標)で入手できるもの、ならびに米国特許第4,599,392号、同第4,988,781号および同第5,938,437号(これらのそれぞれは、その全体が本明細書に参照として取り入れられている)に記載されているものが挙げられる。他のポリマーとしては、エチレンエチルアクリレート(EEA)コポリマー、エチレンメチルメタクリレート(EMMA)、およびエチレンブチルアクリレート(EBA)が挙げられる。他のエチレン−カルボン酸コポリマーも使用することができる。当業者には、多数の他の有用なポリマーも使用できることがわかる。 Embodiments disclosed herein may use one or more stabilizers to promote the formation of a stable dispersion or emulsion. In some embodiments, the stabilizer can be a surfactant, dispersant, emulsifier, or polymer (different from the base polymer detailed above), or a mixture thereof. In certain embodiments, the polymer can be a polar polymer having polar groups as either comonomer or graft monomer. In a preferred embodiment, the stabilizer comprises one or more polar polyolefins having polar groups as either comonomer or graft monomer. Exemplary polymers include ethylene-acrylic acid (EAA) and ethylene-methacrylic acid copolymers, such as the trademark PRIMACOR ™ (trademark of The Dow Chemical Company), NUCREL ™ (EI DuPont de Nemours ), And those available under ESCOR ™ (Trademark of ExxonMobil), and US Pat. Nos. 4,599,392, 4,988,781 and 5,938,437 (each of which Are incorporated by reference herein in their entirety). Other polymers include ethylene ethyl acrylate (EEA) copolymer, ethylene methyl methacrylate (EMMA), and ethylene butyl acrylate (EBA). Other ethylene-carboxylic acid copolymers can also be used. One skilled in the art will recognize that many other useful polymers can be used.
一般に、任意の適する安定剤を使用することができる。1つの実施形態において、例えば、安定剤は、少なくとも1つのカルボン酸、少なくとも1つのカルボン酸の塩、またはカルボン酸エステルもしくはカルボン酸エステルの塩を含む。分散剤として有用なカルボン酸の例は、脂肪酸、例えば、モンタン酸、ステアリン酸、オレイン酸などを含む。一部の実施形態において、前記カルボン酸、カルボン酸の塩、またはカルボン酸エステルの少なくとも1つのカルボン酸フラグメント、もしくはカルボン酸エステルの塩の少なくとも1つのカルボン酸フラグメントは、25個より少ない炭素原子を有する。別の実施形態において、前記カルボン酸、カルボン酸の塩、またはカルボン酸エステルの少なくとも1つのカルボン酸フラグメント、もしくはカルボン酸エステルの塩の少なくとも1つのカルボン酸フラグメントは、12から25個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、前記カルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸エステルまたはその塩の少なくとも1つのカルボン酸フラグメントは、15から25個の炭素原子を有し、これらは好ましい。別の実施形態において、前記炭素数は、25から60である。塩の一部の例は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、またはアンモニウムもしくはアルキルアンモニウムカチオンから成る群より選択されるカチオンを含む。 In general, any suitable stabilizer can be used. In one embodiment, for example, the stabilizer comprises at least one carboxylic acid, at least one salt of a carboxylic acid, or a carboxylic acid ester or a salt of a carboxylic acid ester. Examples of carboxylic acids useful as dispersants include fatty acids such as montanic acid, stearic acid, oleic acid and the like. In some embodiments, the carboxylic acid, salt of carboxylic acid, or at least one carboxylic acid fragment of carboxylic acid ester, or at least one carboxylic acid fragment of the salt of carboxylic acid ester has less than 25 carbon atoms. Have. In another embodiment, the carboxylic acid, salt of carboxylic acid, or at least one carboxylic acid fragment of carboxylic acid ester, or at least one carboxylic acid fragment of the salt of carboxylic acid ester has 12 to 25 carbon atoms. Have. In some embodiments, the carboxylic acid, carboxylic acid salt, carboxylic acid ester or at least one carboxylic acid fragment of the salt thereof has 15 to 25 carbon atoms, which are preferred. In another embodiment, the carbon number is 25-60. Some examples of salts include cations selected from the group consisting of alkali metal cations, alkaline earth metal cations, or ammonium or alkylammonium cations.
使用することができる他の界面活性剤としては、12から60個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸または脂肪酸塩が挙げられる。別の実施形態において、前記長鎖脂肪酸または脂肪酸塩は、12から40個の炭素原子を有し得る。 Other surfactants that can be used include long chain fatty acids or fatty acid salts having 12 to 60 carbon atoms. In another embodiment, the long chain fatty acid or fatty acid salt may have 12 to 40 carbon atoms.
前記ポリマーの極性基が、本来、酸性または塩基性である場合、それらの安定化ポリマーを中和剤で部分的にまたは完全に中和して、対応する塩を形成することができる。一定の実施形態において、前記安定剤、例えば長鎖脂肪酸またはEAA、の中和は、モルベースで25から200%、別の実施形態において、モルベースで50から110%であり得る。例えば、EAAの場合、中和剤は、塩基、例えば、水酸化アンモニウムまたは水酸化カリウムなどである。他の中和剤としては、例えば、水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムを挙げることができる。適切な中和剤の選択が、配合される具体的な組成物に依存すること、およびそうした選択が、当業者の知識の範囲内であることは、当業者には理解される。 If the polar groups of the polymers are acidic or basic in nature, the stabilizing polymers can be partially or fully neutralized with a neutralizing agent to form the corresponding salt. In certain embodiments, neutralization of the stabilizer, eg, long chain fatty acid or EAA, can be 25 to 200% on a molar basis, and in another embodiment, 50 to 110% on a molar basis. For example, in the case of EAA, the neutralizing agent is a base such as ammonium hydroxide or potassium hydroxide. Examples of other neutralizing agents include lithium hydroxide and sodium hydroxide. Those skilled in the art will appreciate that the selection of an appropriate neutralizing agent will depend on the specific composition formulated, and that such selection is within the knowledge of those skilled in the art.
本発明の実施に有用であり得る追加の界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、または非イオン性界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤の例としては、スルホネート、カルボキシレート、およびホスフェートが挙げられる。カチオン性界面活性剤の例としては、第四アミンが挙げられる。非イオン性界面活性剤の例としては、エチレンオキシドを含有するブロックコポリマー、およびシリコーン界面活性剤が挙げられる。本発明の実施に有用な界面活性剤は、外部界面活性剤である場合もあり、内部界面活性剤である場合もある。外部界面活性剤は、分散液調製中にポリマーに化学的に作用するようにならない界面活性剤である。ここで有用な外部界面活性剤の例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩およびラウリル硫酸塩が挙げられる。内部界面活性剤は、分散液調製中にポリマーに化学的に作用するようになる界面活性剤である。ここで有用な内部界面活性剤の例としては、2,2−ジメチロールプロピオン酸およびその塩が挙げられる。 Additional surfactants that may be useful in the practice of the present invention include cationic surfactants, anionic surfactants, or nonionic surfactants. Examples of anionic surfactants include sulfonates, carboxylates, and phosphates. Examples of cationic surfactants include quaternary amines. Examples of nonionic surfactants include block copolymers containing ethylene oxide, and silicone surfactants. A surfactant useful in the practice of the present invention may be an external surfactant or an internal surfactant. External surfactants are surfactants that do not become chemically active on the polymer during dispersion preparation. Examples of useful external surfactants herein include salts of dodecylbenzene sulfonic acid and lauryl sulfate. An internal surfactant is a surfactant that becomes chemically active on the polymer during dispersion preparation. Examples of useful internal surfactants here include 2,2-dimethylolpropionic acid and its salts.
特定の実施形態において、前記安定剤または安定剤は、使用するベースポリマー(またはベースポリマー混合物)の量に基づきゼロより大きい重量%から約60重量%の範囲の量で使用することができる。例えば、長鎖脂肪酸またはそれらの塩は、ベースポリマーの量に基づき0.5から10重量%の範囲の量で使用することができる。別の実施形態では、エチレン−アクリル酸またはエチレン−メタクリル酸コポリマーをポリマーに基づいて0.5から60重量%の量で使用することができる。さらに別の実施形態では、スルホン酸塩をベースポリマーの量に基づいて0.5から60重量%の量で使用することができる。 In certain embodiments, the stabilizer or stabilizer can be used in an amount ranging from greater than zero to about 60% by weight based on the amount of base polymer (or base polymer mixture) used. For example, long chain fatty acids or their salts can be used in amounts ranging from 0.5 to 10% by weight based on the amount of base polymer. In another embodiment, ethylene-acrylic acid or ethylene-methacrylic acid copolymer can be used in an amount of 0.5 to 60% by weight based on the polymer. In yet another embodiment, the sulfonate salt can be used in an amount of 0.5 to 60% by weight, based on the amount of base polymer.
使用する安定剤のタイプおよび量は、その分散液を組み込んで形成される物品の最終特性にも影響を及ぼし得る。例えば、改善された耐油脂性を有する物品は、エチレン−アクリル酸コポリマーまたはエチレン−メタクリル酸コポリマーをベースポリマーの総量に基づき約10から約50重量%の量で有する界面活性剤パッケージが組み込まれたものであり得る。改善された強度または柔軟性が所望の最終特性であるとき、同様の界面活性剤パッケージを使用することができる。もう1つの例として、改善された耐水性または防湿性を有する物品は、長鎖脂肪酸を0.5から5%の量で、またはエチレン−アクリル酸コポリマーを10から50%の量で(両方とも、ベースポリマーの総量に基づく重量%)用いている界面活性剤パッケージが組み込まれたものであり得る。別の実施形態において、界面活性剤または安定剤の最低量は、ベースポリマーの総量に基づき少なくとも1重量%でなければならない。 The type and amount of stabilizer used can also affect the final properties of the article formed incorporating the dispersion. For example, an article having improved oil resistance incorporates a surfactant package having an ethylene-acrylic acid copolymer or ethylene-methacrylic acid copolymer in an amount of from about 10 to about 50% by weight based on the total amount of base polymer. It can be. Similar surfactant packages can be used when improved strength or flexibility is the desired final property. As another example, an article having improved water or moisture resistance is a long chain fatty acid in an amount of 0.5 to 5% or an ethylene-acrylic acid copolymer in an amount of 10 to 50% (both , Weight percent based on the total amount of base polymer), which may incorporate the surfactant package used. In another embodiment, the minimum amount of surfactant or stabilizer should be at least 1% by weight based on the total amount of base polymer.
別の実施形態において、前記安定剤は、アルキルエーテルカルボキシレート、石油スルホネート、スルホン化ポリオキシエチレン化アルコール、硫酸化またはリン酸化ポリオキシエチレン化アルコール、ポリマー性エチレンオキシド/プロピレンオキシド/エチレンオキシド安定剤、第一および第二アルコールエトキシレート、アルキルグリコシドならびにアルキルグリセリドから選択される。 In another embodiment, the stabilizer is an alkyl ether carboxylate, petroleum sulfonate, sulfonated polyoxyethylenated alcohol, sulfated or phosphorylated polyoxyethylenated alcohol, polymeric ethylene oxide / propylene oxide / ethylene oxide stabilizer, Selected from primary and secondary alcohol ethoxylates, alkyl glycosides and alkyl glycerides.
エチレン−アクリル酸コポリマーを安定剤として使用する場合、このコポリマーは、熱可塑性レジンとしての役割も果たすことができる。1つの特定の実施形態において、前記水性分散液は、エチレンとオクテンのコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、および脂肪酸、例えばステアリン酸またはオレイン酸を含有する。安定剤、例えばカルボン酸は、約0.1重量%から約10重量%の量で水性分散液中に存在し得る。 When an ethylene-acrylic acid copolymer is used as a stabilizer, the copolymer can also serve as a thermoplastic resin. In one particular embodiment, the aqueous dispersion contains an ethylene and octene copolymer, an ethylene-acrylic acid copolymer, and a fatty acid such as stearic acid or oleic acid. Stabilizers, such as carboxylic acids, can be present in the aqueous dispersion in an amount from about 0.1% to about 10% by weight.
添加剤 Additive
本発明の範囲から逸脱することなく、添加剤を分散液と、または分散液に使用されるベースポリマー、安定剤もしくはフィラーと混合することができる。例えば、添加剤としては、湿潤剤、難燃剤、界面活性剤、静電防止剤、消泡剤、粘着防止剤、ワックス分散液、顔料、中和剤、増粘剤、相溶化剤、光沢剤、レオロジー改質剤、殺生剤、殺真菌剤、強化用繊維、および当業者に公知の他の添加剤を挙げることができる。本発明の目的にとっては任意であるが、他の成分が、製造プロセス中および後の製品安定性に非常に有利である場合もある。 Without departing from the scope of the invention, the additives can be mixed with the dispersion or with the base polymer, stabilizer or filler used in the dispersion. For example, additives include wetting agents, flame retardants, surfactants, antistatic agents, antifoaming agents, antiblocking agents, wax dispersions, pigments, neutralizing agents, thickeners, compatibilizers, brighteners , Rheology modifiers, biocides, fungicides, reinforcing fibers, and other additives known to those skilled in the art. Although optional for the purposes of the present invention, other ingredients may be very advantageous for product stability during and after the manufacturing process.
上に記載したポリマー、コポリマー、共重合体およびマルチブロック共重合体を含む任意の配合物に添加剤およびアジュバントを含めることができる。適する添加剤としては、フィラー、例えば、有機または無機粒子(クレー、タルク、二酸化チタン、ゼオライト、粉末金属を含む)、有機または無機繊維(炭素繊維、窒化ケイ素繊維、鋼線または網、およびナイロンまたはポリエステルロープ類を含む)、ナノサイズの粒子、クレーおよびその他;増粘剤、エキステンダー油(パラフィン系またはナフテレン系(napthelenic)油);ならびに他の天然および合成ポリマー(本発明の実施形態による他のポリマーを含む)が挙げられる。本発明の別の実施形態による熱可塑性組成物は、有機もしくは無機フィラーまたは他の添加剤、例えば、デンプン、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ポリマー繊維(ナイロン、レーヨン、綿、ポリエステル、およびポリアラミドを含む)、金属繊維、フレークまたは粒子、発泡性層状シリケート、ホスホレートまたはカーボネート、例えばクレー、マイカ、シリカ、アルミナ、アルミノシリケートまたはアルミノホスフェート、カーボンウイスカー、炭素繊維、ナノ粒子(ナノチューブを含む)、ケイ灰石、グラファイト、ゼオライト、およびセラミックス、例えば炭化窒素、窒化ケイ素またはチアニアも含有し得る。より良好なフィラー結合のために、シラン系または他のカップリング剤も利用することができる。 Additives and adjuvants can be included in any formulation including the polymers, copolymers, copolymers and multi-block copolymers described above. Suitable additives include fillers such as organic or inorganic particles (including clay, talc, titanium dioxide, zeolite, powdered metal), organic or inorganic fibers (carbon fibers, silicon nitride fibers, steel wires or nets, and nylon or Including polyester ropes), nano-sized particles, clays and others; thickeners, extender oils (paraffinic or napthelenic oils); and other natural and synthetic polymers (others according to embodiments of the invention) Of the polymer). The thermoplastic composition according to another embodiment of the present invention comprises organic or inorganic fillers or other additives such as starch, talc, calcium carbonate, glass fibers, polymer fibers (nylon, rayon, cotton, polyester, and polyaramid). Metal fibers, flakes or particles, expandable layered silicates, phospholates or carbonates such as clay, mica, silica, alumina, aluminosilicates or aluminophosphates, carbon whiskers, carbon fibers, nanoparticles (including nanotubes), silica ash Stones, graphite, zeolites, and ceramics such as nitrogen carbide, silicon nitride, or titania may also be included. Silane-based or other coupling agents can also be utilized for better filler bonding.
上に記載したポリマーとのブレンドに適するポリマーとしては、天然および合成ポリマーを含む、熱可塑性および非熱可塑性ポリマーが挙げられる。ブレンドするための例示的ポリマーとしては、エチレン−ビニルアセテート(EVA)、エチレン/ビニルアルコールコポリマー、ポリスチレン、耐衝撃性改質ポリスチレン、ABS、スチレン/ブタジンブロックコポリマーおよびそれらの水素化誘導体(SBSおよびSEBS)、ならびに熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。 Suitable polymers for blending with the polymers described above include thermoplastic and non-thermoplastic polymers, including natural and synthetic polymers. Exemplary polymers for blending include ethylene-vinyl acetate (EVA), ethylene / vinyl alcohol copolymer, polystyrene, impact modified polystyrene, ABS, styrene / butazine block copolymers and their hydrogenated derivatives (SBS and SEBS), as well as thermoplastic polyurethanes.
本明細書に開示するポリマーとブレンドすることができる、適する従来のブロックコポリマーは、一部の実施形態において10から135、別の実施形態において25から100、およびさらに別の実施形態において30から80の範囲内のムーニー粘度(100℃でML 1+4)を有し得る。適するポリオレフィンとしては、線状または低密度ポリエチレン、ポリプロピレン(そのアタクチック、アイソタクチック、シンジオタクチックおよび耐衝撃性改質バージョンを含む)およびポリ(4−メチル−1−ペンテン)が特に挙げられる。適するスチレン系ポリマーとしては、ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン(HIPS)、スチレン/アクリロニトリルコポリマー(SAN)、ゴム改質SAN(ABSまたはAES)およびスチレン無水マレイン酸コポリマーが挙げられる。 Suitable conventional block copolymers that can be blended with the polymers disclosed herein are 10 to 135 in some embodiments, 25 to 100 in other embodiments, and 30 to 80 in still other embodiments. Can have a Mooney viscosity (ML 1 + 4 at 100 ° C.) in the range of Suitable polyolefins include in particular linear or low density polyethylene, polypropylene (including atactic, isotactic, syndiotactic and impact modified versions thereof) and poly (4-methyl-1-pentene). Suitable styrenic polymers include polystyrene, rubber modified polystyrene (HIPS), styrene / acrylonitrile copolymer (SAN), rubber modified SAN (ABS or AES) and styrene maleic anhydride copolymer.
前記ブレンド組成物は、プロセス油、可塑剤、および加工助剤を含有し得る。一定のASTM呼称を有するゴムプロセス油、およびパラフィンナフテン系または芳香族プロセス油は、すべて、使用に適する。一般に、100部の全ポリマー当たり0から150部、さらに好ましくは0から100部、および最も好ましくは0から50部のプロセス油、可塑剤、および/または加工助剤を利用することができる。より高い油量は、結果として得られる生成物の、一部の物理的特性を犠牲にして、加工を改善する傾向があり得る。追加の加工助剤としては、従来のワックス、脂肪酸塩、例えばステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛、(多価)アルコール、例えばグリコールなど、(多価)アルコールエーテル、例えばグリコールエーテルなど、(ポリ)エステル、例えば(ポリ)グリコールエステルなど、およびそれらの金属塩−、特に第1もしくは2族金属または亜鉛塩誘導体が挙げられる。 The blend composition can contain process oils, plasticizers, and processing aids. Rubber process oils with certain ASTM designations and paraffin naphthenic or aromatic process oils are all suitable for use. In general, 0 to 150 parts, more preferably 0 to 100 parts, and most preferably 0 to 50 parts of process oil, plasticizer, and / or processing aid may be utilized per 100 parts of total polymer. Higher oil levels may tend to improve processing at the expense of some physical properties of the resulting product. Additional processing aids include conventional waxes, fatty acid salts such as calcium stearate or zinc stearate, (poly) alcohols such as glycols, (poly) alcohol ethers such as glycol ethers, (poly) esters, For example, (poly) glycol esters and the like and their metal salts, in particular Group 1 or Group 2 metal or zinc salt derivatives.
従来のTPO、TPVおよびTPE用途のために、カーボンブラックは、UV吸収および安定化特性に有用な1つの添加剤である。カーボンブラックの代表的な例としては、ASTM N110、N121、N220、N231、N234、N242、N293、N299、S315、N326、N330、M332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990およびN991が挙げられる。これらのカーボンブラックは、9から145g/kgの範囲のヨウ素吸着量および10から150cm3/100gの範囲の平均孔隙容積を有する。一般に、コストの問題が許す限り、より小さな粒径のカーボンブラックを利用する。多くのそうした用途について、本発明のポリマーおよびそれらのブレンドは、カーボンブラックを殆どまたは全く必要とせず、その結果、代替顔料を含むまたは顔料を全く含まない相当な設計の自由度が可能となる。 For conventional TPO, TPV and TPE applications, carbon black is one additive useful for UV absorption and stabilization properties. Representative examples of carbon black include ASTM N110, N121, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, M332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550. , N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 and N991. These carbon blacks have average pore volume in the range of 150 cm 3/100 g iodine adsorption amount and 10 in the range of 145 g / kg 9. Generally, carbon black with a smaller particle size is utilized as long as cost issues allow. For many such applications, the polymers of the present invention and their blends require little or no carbon black, thus allowing considerable design flexibility with or without alternative pigments.
本発明の実施形態による熱可塑性ブレンドをはじめとする組成物は、通常技能のゴム化学者には公知である、オゾン分解防止剤または酸化防止剤も含有し得る。前記オゾン分解防止剤は、物理的保護剤、例えば表面に出てきて酸素もしくはオゾンからその部品を保護する蝋様材料であってもよいし、または酸素もしくはオゾンと反応する化学的保護剤であってもよい。適する化学的保護剤としては、スチレン化フェノール、ブチル化オクチル化フェノール、ブチル化ジ(ジメチルベンジル)フェノール、p−フェニレンジアミン、p−クレゾールとジシクロペンタジエン(DCPD)のブチル化反応生成物、ポリフェノール系酸化防止剤、ヒドロキノン誘導体、キノリン、ジフェニレン系酸化防止剤、チオエステル系酸化防止剤、およびそれらのブレンドが挙げられる。そのような製品の一部の代表的な商用名は、WINGSTAY(商標)S酸化防止剤、POLYSTAY(商標)100酸化防止剤、POLYSTAY(商標)100 AZ酸化防止剤、POLYSTAY(商標)200酸化防止剤、WINGSTAY(商標)L酸化防止剤、WINGSTAY(商標)LHLS酸化防止剤、WINGSTAY(商標)K酸化防止剤、WINGSTAY(商標)29酸化防止剤、WINGSTAY(商標)SN−1酸化防止剤、およびIRGANOX(商標)酸化防止剤である。一部の用途において、前記酸化防止剤およびオゾン分解防止剤は、好ましくは、非汚染性および非移行性である。 Compositions, including thermoplastic blends according to embodiments of the present invention, may also contain ozonolysis inhibitors or antioxidants, which are well known to the skilled rubber chemist. The ozonolysis inhibitor may be a physical protective agent, such as a waxy material that emerges on the surface to protect its parts from oxygen or ozone, or a chemical protective agent that reacts with oxygen or ozone. May be. Suitable chemical protectants include styrenated phenol, butylated octylated phenol, butylated di (dimethylbenzyl) phenol, p-phenylenediamine, p-cresol and dicyclopentadiene (DCPD) butylated reaction products, polyphenols And antioxidants, hydroquinone derivatives, quinoline, diphenylene antioxidants, thioester antioxidants, and blends thereof. Some representative commercial names for such products are: WINGSTAY ™ S antioxidant, POLYSTAY ™ 100 antioxidant, POLYSTAY ™ 100 AZ antioxidant, POLYSTAY ™ 200 antioxidant An agent, WINGSTAY ™ L antioxidant, WINGSTAY ™ LHLS antioxidant, WINGSTAY ™ K antioxidant, WINGSTAY ™ 29 antioxidant, WINGSTAY ™ SN-1 antioxidant, and IRGANOX ™ antioxidant. In some applications, the antioxidant and ozonolysis inhibitor are preferably nonfouling and non-migratory.
UV線に対するさらなる安定性をもたらすために、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)およびUV吸収剤も使用することができる。適する例としては、Ciba Specialty Chemicalsから入手できるTINUVIN(商標)123、TINUVIN(商標)144、TINUVIN(商標)622、TINUVIN(商標)765、TINUVIN(商標)770およびTINUVIN(商標)780、ならびに米国、テキサス州、ヒューストンのCytex Plasticsから入手できるCHEMISORB(商標)T944が挙げられる。米国特許第6,051,681号に開示されているように、優れた表面品質を獲得するためにHALS化合物と共にルイス酸を追加として含めることもできる。別の実施形態は、熱安定剤、例えば、IRGANOX(商標)PS 802 FLなどを含むことがある。 Hindered amine light stabilizers (HALS) and UV absorbers can also be used to provide additional stability to UV radiation. Suitable examples include TINUVIN ™ 123, TINUVIN ™ 144, TINUVIN ™ 622, TINUVIN ™ 765, TINUVIN ™ 770 and TINUVIN ™ 780 available from Ciba Specialty Chemicals, CHEMISORB ™ T944 available from Cytex Plastics, Houston, Texas. As disclosed in US Pat. No. 6,051,681, a Lewis acid can also be included with the HALS compound to obtain excellent surface quality. Another embodiment may include a heat stabilizer, such as IRGANOX ™ PS 802 FL.
一部の組成物については、追加の混合プロセスを利用して、熱安定剤、酸化防止剤、オゾン分解防止剤、カーボンブラック、UV吸収剤、および/または光安定剤を予備分散させてマスターバッチを形成し、その後、そこからポリマーブレンドを形成することができる。 For some compositions, an additional mixing process is utilized to pre-disperse heat stabilizers, antioxidants, antiozonants, carbon black, UV absorbers, and / or light stabilizers in a masterbatch From which a polymer blend can then be formed.
ここでの使用に適する架橋剤(硬化剤または加硫剤とも呼ばれる)としては、硫黄系、過酸化物系、またはフェノール系化合物が挙げられる。前述の材料の例は、米国特許第3,758,643号、同第3,806,558号、同第5,051,478号、同第4,104,210号、同第4,130,535号、同第4,202,801号、同第4,271,049号、同第4,340,684号、同第4,250,273号、同第4,927,882号、同第4,311,628号、および同第5,248,729号中を含めて、当分野において見出すことができる。 Suitable cross-linking agents (also referred to as curing agents or vulcanizing agents) for use herein include sulfur, peroxide, or phenolic compounds. Examples of the aforementioned materials are U.S. Pat. Nos. 3,758,643, 3,806,558, 5,051,478, 4,104,210, 4,130, No. 535, No. 4,202,801, No. 4,271,049, No. 4,340,684, No. 4,250,273, No. 4,927,882, No. No. 4,311,628 and 5,248,729 can be found in the art.
硫黄系硬化剤を利用するとき、促進剤および硬化活性化剤も使用することがある。促進剤は、動的加硫に必要な時間および/または温度を制御するためならびに結果として得られる架橋品の特性を改善するために使用される。1つの実施形態では、単一促進剤または一次加速剤を使用する。前記一次加速剤(単数または複数)は、総組成物重量に基づき、約0.5から約4、好ましくは約0.8から約1.5phrの範囲の総量で使用することができる。もう1つの実施形態では、活性化するためおよび硬化品の特性を改善するために、一次促進剤と二次促進剤を、二次促進剤のほうが少ない量、例えば約0.05から約3phrで併用することがある。一般に、促進剤の併用は、単一の促進剤の使用によって生成されるものより多少良好な特性を有する物品を生じさせる。加えて、標準的な加工温度による影響は受けないが通常の加硫温度で申し分のない硬化を生じさせる遅効性促進剤を、使用することができる。加硫遅延剤を使用することもできる。本発明において使用することができる促進剤の適するタイプは、アミン、ジスルフィド、グアニジン、チオウレア、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメートおよびザンテートである。好ましくは、前記一次促進剤は、スルフェンアミドである。二次促進剤を使用する場合、その二次促進剤は、好ましくは、グアニジン、ジチオカルバメート(dithiocarbarnate)またはチオウラム化合物である。一定の加工助剤および硬化活性化剤、例えばステアリン酸およびZnOも使用することができる。過酸化物系硬化剤を使用する場合、共活性化剤または助剤をそれらと併用してもよい。適する助剤としては、数ある中でも、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)、トリアリルシアヌレート(TAC)、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)が挙げられる。部分または完全動的加硫に使用される過酸化物架橋剤および任意の助剤の使用は、当分野において公知であり、例えば、出版物、「Peroxide Vulcanization of Elastomer」, Vol. 74, No. 3, July-August 2001に開示されている。 When utilizing sulfur-based curing agents, accelerators and cure activators may also be used. Accelerators are used to control the time and / or temperature required for dynamic vulcanization and to improve the properties of the resulting cross-linked product. In one embodiment, a single accelerator or primary accelerator is used. The primary accelerator (s) can be used in a total amount ranging from about 0.5 to about 4, preferably from about 0.8 to about 1.5 phr, based on the total composition weight. In another embodiment, in order to activate and improve the properties of the cured article, the primary accelerator and secondary accelerator are used in a lower amount of secondary accelerator, for example from about 0.05 to about 3 phr. May be used together. In general, the combination of accelerators results in articles that have somewhat better properties than those produced by the use of a single accelerator. In addition, delayed action accelerators may be used which are not affected by standard processing temperatures but produce a satisfactory cure at ordinary vulcanization temperatures. Vulcanization retarders can also be used. Suitable types of accelerators that can be used in the present invention are amines, disulfides, guanidines, thioureas, thiazoles, thiurams, sulfenamides, dithiocarbamates and xanthates. Preferably, the primary accelerator is sulfenamide. If a secondary accelerator is used, the secondary accelerator is preferably a guanidine, dithiocarbarnate or thiouram compound. Certain processing aids and cure activators such as stearic acid and ZnO can also be used. When using a peroxide-based curing agent, a coactivator or an auxiliary agent may be used in combination therewith. Suitable auxiliaries include, among others, trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA), triallyl cyanurate (TAC), triallyl isocyanurate (TAIC). The use of peroxide crosslinkers and optional auxiliaries used for partial or fully dynamic vulcanization is known in the art and is described, for example, in the publication "Peroxide Vulcanization of Elastomer", Vol. 74, No. 3, July-August 2001.
ポリマー組成物が少なくとも部分的に架橋されるとき、その架橋度は、指定された期間その組成物を溶媒に溶解し、ゲルまたは非抽出成分のパーセントを計算することによって測定することができる。ゲルのパーセントは、通常、架橋レベルが増すと共に増す。本発明の実施形態による硬化品についてのゲル含有量パーセントは、望ましくは5から100パーセントの範囲である。 When the polymer composition is at least partially crosslinked, the degree of crosslinking can be measured by dissolving the composition in a solvent for a specified period of time and calculating the percent of gel or non-extractable components. The percentage of gel usually increases with increasing level of crosslinking. The percent gel content for cured articles according to embodiments of the present invention desirably ranges from 5 to 100 percent.
一部の実施形態において、添加剤としては、香料、藻類抑制剤、抗微生物および抗真菌剤、難燃剤およびハロゲン負含難燃剤、ならびにスリップおよび粘着防止剤も挙げることができる。別の実施形態は、ポリマーの耐摩損性を低下させるためにPDMSを含むことがある。接着促進剤の使用、またはポリマーをオルガノシラン、ポリクロロプレン(ネオプレン)もしくは他のグラフト化剤で官能化するもしくはそれらとカップリングさせることによって、サンドへのポリマーの接着を改善することもできる。 In some embodiments, additives can also include fragrances, algae inhibitors, antimicrobial and antifungal agents, flame retardants and halogen negative flame retardants, and slip and anti-sticking agents. Another embodiment may include PDMS to reduce the abrasion resistance of the polymer. The adhesion of the polymer to the sand can also be improved by the use of an adhesion promoter or by functionalizing or coupling the polymer with an organosilane, polychloroprene (neoprene) or other grafting agent.
総合的な分散液の特徴/特性 Overall dispersion characteristics / characteristics
上記成分に加えて、前記水性分散液は、水も含有する。所望される場合には、水を脱イオン水として添加してもよい。前記水性分散液のpHは、一般に、約12未満、例えば、約5から約11.5、例えば約7から約11である。前記水性分散液は、約75%未満、例えば約70%未満の固体含有量を有し得る。例えば、前記水性分散液の固体含有量は、約5%から約60%の範囲であり得る。一般に、固体含有量は、添加剤組成物を塗布するまたは粒状基材と一体化する方法に依存して変わり得る。 In addition to the above components, the aqueous dispersion also contains water. If desired, water may be added as deionized water. The pH of the aqueous dispersion is generally less than about 12, such as from about 5 to about 11.5, such as from about 7 to about 11. The aqueous dispersion can have a solids content of less than about 75%, such as less than about 70%. For example, the solids content of the aqueous dispersion can range from about 5% to about 60%. In general, the solids content can vary depending on the method of applying the additive composition or integrating with the particulate substrate.
分散液(水性のものと非水性のもの、両方)は、上に記載したポリマーまたはそれらを含む配合物を使用して形成することができる。例えば、水性分散液は、ベースポリマー(上で説明したとおり)、安定剤および水を使用して形成することができる。例えば、非水性分散液は、ベースポリマー、安定剤および有機溶剤を使用して形成することができ、この場合、有機溶剤としては、低沸点(100℃未満)有機化合物、例えば、トルエン、塩化メチレン、および当業者に公知の他の一般的な有機溶剤を挙げることができる。 Dispersions (both aqueous and non-aqueous) can be formed using the polymers described above or formulations containing them. For example, an aqueous dispersion can be formed using a base polymer (as described above), a stabilizer and water. For example, a non-aqueous dispersion can be formed using a base polymer, a stabilizer and an organic solvent, where the organic solvent includes a low boiling (less than 100 ° C.) organic compound such as toluene, methylene chloride And other common organic solvents known to those skilled in the art.
2004年8月25日に出願され、WO2005/021622として公開された、PCT出願番号PCT/US2004/027593に開示されているように、前記ポリマーを含む起泡フォームも形成することができる。任意の公知の手段、例えば、過酸化物、電子ビーム、シラン、アジド、ガンマ線照射または他の架橋技術の使用、により、前記ポリマーを架橋することもできる。前記ポリマーを、化学的に、例えばグラフト化(例えば、無水マレイン酸(MAH)、シラン、もしくは他のグラフト化剤の使用によって)、ハロゲン化、アミノ化、スルホン化、または他の化学的改質によって、改質することもできる。 Foamed foams containing the polymers can also be formed as disclosed in PCT application number PCT / US2004 / 027593, filed Aug. 25, 2004 and published as WO 2005/021622. The polymer can also be crosslinked by any known means, such as the use of peroxide, electron beam, silane, azide, gamma irradiation or other crosslinking techniques. The polymer may be chemically modified, such as grafted (eg, by use of maleic anhydride (MAH), silane, or other grafting agent), halogenated, aminated, sulfonated, or other chemical modification. Can also be modified.
本明細書に開示する実施形態に従って形成される分散液は、少なくとも1つのオレフィンポリマーを含み得るベースポリマーと、少なくとも1つの極性ポリオレフィンを含み得る安定剤とを含み得る。一部の実施形態において、前記オレフィンポリマーは、プロピレン系ホモポリマー、コポリマー、共重合体、およびマルチブロック共重合体であり得る。別の実施形態において、前記オレフィンポリマーは、エチレン系ホモポリマー、コポリマー、共重合体、およびマルチブロック共重合体であり得る。別の実施形態において、前記オレフィンポリマーは、本明細書に記載する1つまたはそれ以上のオレフィンポリマーの組み合わせであり得る。 The dispersion formed according to embodiments disclosed herein can include a base polymer that can include at least one olefin polymer and a stabilizer that can include at least one polar polyolefin. In some embodiments, the olefin polymer can be a propylene-based homopolymer, copolymer, copolymer, and multi-block copolymer. In another embodiment, the olefin polymer may be an ethylene-based homopolymer, copolymer, copolymer, and multi-block copolymer. In another embodiment, the olefin polymer can be a combination of one or more olefin polymers described herein.
前記ベースポリマーおよび安定剤に関して、一部の実施形態において、前記ベースポリマーは、その組成物中のベースポリマーと安定剤の総量の約30重量パーセントから約99重量パーセントの間を構成し得る。別の実施形態において、前記ベースポリマーは、その組成物中のベースポリマーと安定剤の総量の約50パーセントと約90パーセントの間を構成し得る。さらに別の実施形態において、前記1つまたはそれ以上のベースポリマーは、その組成物中のベースポリマーと安定剤の総量の約60パーセントと約80パーセントの間を構成し得る。 With respect to the base polymer and stabilizer, in some embodiments, the base polymer can comprise between about 30 weight percent and about 99 weight percent of the total amount of base polymer and stabilizer in the composition. In another embodiment, the base polymer may comprise between about 50 percent and about 90 percent of the total amount of base polymer and stabilizer in the composition. In yet another embodiment, the one or more base polymers may comprise between about 60 percent and about 80 percent of the total amount of base polymer and stabilizer in the composition.
1つまたはそれ以上のオレフィンレジンを、約1重量パーセントから約96重量パーセントの量で、前記水性分散液中に含めることができる。一部の実施形態において、前記オレフィンポリマーは、前記水性分散液中に約10重量パーセントから約80重量パーセントの量で存在し得る。別の実施形態において、前記オレフィンポリマーは、約20重量パーセントから約70重量パーセントの量で、およびさらに別の実施形態において約30重量パーセントから約60重量パーセントの量で存在し得る。 One or more olefin resins can be included in the aqueous dispersion in an amount from about 1 weight percent to about 96 weight percent. In some embodiments, the olefin polymer may be present in the aqueous dispersion in an amount from about 10 weight percent to about 80 weight percent. In another embodiment, the olefin polymer may be present in an amount from about 20 weight percent to about 70 weight percent, and in yet another embodiment in an amount from about 30 weight percent to about 60 weight percent.
本明細書に開示する実施形態に従って形成される分散液は、上で説明したような少なくとも1つのオレフィンポリマーを含み得るベースポリマーと、少なくとも1つの熱可塑性ポリオレフィンを含み得る第二ポリマー成分と、安定剤とを含み得る。一部の実施形態において、前記少なくとも1つのオレフィンポリマーは、その組成物中のベースポリマーと第二ポリマーと安定剤の総量の約30重量パーセントから95重量パーセントを構成し得る。別の実施形態において、前記少なくとも1つのオレフィンポリマーは、約50重量パーセントと約80重量パーセントの間、およびさらに別の実施形態において約60重量パーセントから約70重量パーセントを構成し得る。一部の実施形態において、前記第二ポリマー成分は、その組成物中のベースポリマーと第二ポリマーと安定剤の総量の1から48重量パーセントを構成し得る。別の実施形態において、前記第二ポリマー成分は、5から30重量パーセント、およびさらに別の実施形態において10から25重量パーセントを構成し得る。 A dispersion formed in accordance with embodiments disclosed herein includes a base polymer that can include at least one olefin polymer as described above, a second polymer component that can include at least one thermoplastic polyolefin, and a stable An agent. In some embodiments, the at least one olefin polymer may comprise about 30 weight percent to 95 weight percent of the total amount of base polymer, second polymer, and stabilizer in the composition. In another embodiment, the at least one olefin polymer may comprise between about 50 weight percent and about 80 weight percent, and in yet another embodiment from about 60 weight percent to about 70 weight percent. In some embodiments, the second polymer component may comprise 1 to 48 weight percent of the total amount of base polymer, second polymer, and stabilizer in the composition. In another embodiment, the second polymer component may comprise 5 to 30 weight percent, and in yet another embodiment 10 to 25 weight percent.
オレフィンポリマーを分散液中の少数成分として使用すると、そのオレフィンポリマーに由来する利益も得ることができる。従って、本明細書に開示する別の実施形態に従って形成される分散液は、少なくとも1つの熱可塑性ポリオレフィンを含み得るベースポリマーと、上で説明したような少なくとも1つのオレフィンポリマーまたは共重合体を含み得る第二ポリマー成分と、安定剤とを含み得る。一部の実施形態において、ベースポリマーは、その組成物中のベースポリマーとオレフィンポリマーまたは共重合体と安定剤の総量の約30重量パーセントから95重量パーセントを構成し得る。別の実施形態において、前記ベースポリマーは、約50重量パーセントと約80重量パーセントの間、およびさらに別の実施形態において約60重量パーセントから約70重量パーセントの間を構成し得る。別の実施形態において、前記オレフィンポリマー成分は、その組成物中のベースポリマーとオレフィンポリマーと安定剤の総量の1から48重量パーセントを構成し得る。別の実施形態において、前記オレフィンポリマー成分は、5から30重量パーセント、およびさらに別の実施形態において10から25重量パーセントを構成し得る。 Use of an olefin polymer as a minor component in the dispersion can also benefit from the olefin polymer. Accordingly, a dispersion formed in accordance with another embodiment disclosed herein includes a base polymer that can include at least one thermoplastic polyolefin and at least one olefin polymer or copolymer as described above. A resulting second polymer component and a stabilizer. In some embodiments, the base polymer can comprise about 30 to 95 weight percent of the total amount of base polymer and olefin polymer or copolymer and stabilizer in the composition. In another embodiment, the base polymer can comprise between about 50 weight percent and about 80 weight percent, and in yet another embodiment between about 60 weight percent and about 70 weight percent. In another embodiment, the olefin polymer component may comprise 1 to 48 weight percent of the total amount of base polymer, olefin polymer, and stabilizer in the composition. In another embodiment, the olefin polymer component may comprise 5 to 30 weight percent, and in yet another embodiment 10 to 25 weight percent.
フィラーに関しては、典型的に、100のポリマー(ポリマーは、ここでは、熱可塑性ポリマー(もしあれば)および安定剤を合わせたベースポリマーを意味する)当たり約0より大きい量から約1000部の量を使用する。選択される実施形態では、100当たり約50から250部の間を使用する。他の選択される実施形態では、100当たり約10から500部の間を使用する。さらに別の実施形態では、100当たり約20から400部の間を使用する。別の実施形態では、100当たり約0から約200部を使用する。 With respect to fillers, typically an amount greater than about 0 to about 1000 parts per 100 polymers (polymer here means base polymer combined with thermoplastic polymer (if any) and stabilizer). Is used. In selected embodiments, between about 50 and 250 parts per 100 are used. In other selected embodiments, between about 10 to 500 parts per 100 are used. In yet another embodiment, between about 20 and 400 parts per 100 are used. In another embodiment, from about 0 to about 200 parts per 100 are used.
固体材料(ベースポリマー+熱可塑性ポリマー(もしあれば)+安定剤)は、好ましくは、液体媒質(好ましい実施形態では、これは水である)に分散させる。好ましい実施形態では、得られた分散液を中和して約4から約14の間のpH範囲にするために十分な中和剤を添加する。好ましい実施形態では、約6から約11の間のpHを維持するために十分な塩基を添加し、別の実施形態では、前記pHは、約8から約10.5の間である。好ましくは、固形分含有量が約1容量%から約74容量%の間になるように、前記分散液の含水量を調節する。もう1つの実施形態において、前記固体含有量は、約25容量%から約74重量%の間である。特定の実施形態において、前記固形分範囲は、約10重量%から70重量%の間であり得る。他の特定の実施形態において、前記固形分範囲は、約20重量%から約60重量%の間である。特に好ましい実施形態において、前記固形分範囲は、約30重量%から約55重量%の間である。 The solid material (base polymer + thermoplastic polymer (if any) + stabilizer) is preferably dispersed in a liquid medium (in a preferred embodiment this is water). In a preferred embodiment, sufficient neutralizing agent is added to neutralize the resulting dispersion to a pH range between about 4 and about 14. In a preferred embodiment, sufficient base is added to maintain a pH between about 6 and about 11, and in another embodiment, the pH is between about 8 and about 10.5. Preferably, the water content of the dispersion is adjusted so that the solids content is between about 1% and about 74% by volume. In another embodiment, the solids content is between about 25% and about 74% by weight. In certain embodiments, the solids range can be between about 10% and 70% by weight. In another specific embodiment, the solids range is between about 20% to about 60% by weight. In a particularly preferred embodiment, the solids range is between about 30% to about 55% by weight.
本発明の実施形態に従って形成される分散液は、約0.1から約5.0マイクロメートルの間の平均粒径を有することを特徴とする。別の実施形態において、分散液は、約0.5μmから約2.7μmの平均粒径を有する。別の実施形態では、約0.8μmから約1.2μm。「平均粒径」は、本発明では容積平均粒径を意味する。粒径の測定には、例えば、レーザー回折技術を利用することができる。本明細書において、粒径は、前記分散液中のポリマーの直径を指す。球形でないポリマー粒子の場合、粒子の直径は、その粒子の長軸と短軸の平均である。粒径は、Beckman−Coulter LS230レーザー回折粒径分析計または他の適する装置を用いて測定することができる。前記分散液中のポリマー粒子の粒径分布は、約2.0未満または約2.0であり得、例えば、1.9、1.7または1.5未満であり得る。 Dispersions formed according to embodiments of the present invention are characterized as having an average particle size between about 0.1 and about 5.0 micrometers. In another embodiment, the dispersion has an average particle size of about 0.5 μm to about 2.7 μm. In another embodiment, from about 0.8 μm to about 1.2 μm. “Average particle size” means the volume average particle size in the present invention. For the measurement of the particle diameter, for example, a laser diffraction technique can be used. In the present specification, the particle size refers to the diameter of the polymer in the dispersion. For polymer particles that are not spherical, the diameter of the particle is the average of the long and short axes of the particle. The particle size can be measured using a Beckman-Coulter LS230 laser diffraction particle size analyzer or other suitable device. The particle size distribution of the polymer particles in the dispersion may be less than about 2.0 or about 2.0, for example, less than 1.9, 1.7 or 1.5.
加えて、本発明の実施形態は、フィラー湿潤剤を場合によっては含む。フィラー湿潤剤は、一般に、そのフィラーとポリオレフィン分散液をより相溶性にするために役立ち得る。有用な湿潤剤としては、リン酸塩、例えばヘキサメタリン酸ナトリウムが挙げられる。フィラー湿潤剤は、100重量部のフィラー当たり少なくとも約0.5重量部の濃度で本発明の組成物に含めることができる。 In addition, embodiments of the present invention optionally include a filler wetting agent. Filler wetting agents generally can help to make the filler and polyolefin dispersion more compatible. Useful wetting agents include phosphates such as sodium hexametaphosphate. Filler wetting agents may be included in the compositions of the present invention at a concentration of at least about 0.5 parts by weight per 100 parts by weight filler.
さらに、本発明の実施形態は、場合によっては増粘剤を含むことがある。増粘剤は、低粘度分散液の粘度を上昇させるために本発明において有用であり得る。本発明の実施の際の使用に適する増粘剤は、例えばポリアクリレートタイプまたは関連非イオン性増粘剤、例えば、改質セルロースエーテル、のような当分野において公知のいずれかであり得る。例えば、適する増粘剤としては、ALCOGUM(商標)VEP−II(Alco Chemical Corporationの商標)、RHEOVIS(商標)およびVISCALEX(商標)(Ciba Ceigyの商標)、UCAR(登録商標)Thicknener 146、またはETHOCEL(商標)もしくはMETHOCEL(商標)(The Dow Chemical Companyの商標)ならびにPARAGUM(商標)241(Para−Chem Southern Inc.の商標)、またはBERMACOL(商標)(Akzo Nobelの商標)またはAQUALON(商標)(Herculesの商標)またはACUSOL(登録商標)(Rohm and Haasの商標)が挙げられる。増粘剤は、所望の粘度の分散液を調製するために必要な任意の量で使用することができる。 Furthermore, embodiments of the present invention may optionally include a thickener. Thickeners can be useful in the present invention to increase the viscosity of the low viscosity dispersion. Thickeners suitable for use in the practice of the present invention can be any known in the art such as, for example, polyacrylate type or related nonionic thickeners, such as modified cellulose ethers. For example, suitable thickeners include ALCOGUM ™ VEP-II (Trademark of Alco Chemical Corporation), RHEOVIS ™ and VISCALEX ™ (Trademark of Ciba Ceigy), UCAR ™ Thicknerer 146, or ETHOCEL (Trademark) or METHOCEL (trademark) (trademark of The Dow Chemical Company) and PARAGUM (trademark) 241 (trademark of Para-Chem Southern Inc.), or BERMACOL (trademark) (trademark of Akzo Nobel) or AQUALON (trademark) Hercules trademark) or ACUSOL (R) (Rohm and Haas trademark). The thickener can be used in any amount necessary to prepare a dispersion of the desired viscosity.
従って、前記分散液の最終濃度は、調節可能である。フィラー量を含む分散液への増粘剤の添加を、従来の手段で行って、必要に応じた粘度を生じさせることができる。従って、分散液の粘度は、適度の増粘剤供給(100phrのポリマー分散液に基づき4%まで、好ましくは3%未満)で+3000cP(20rpmでのブルックフィールドスピンドル4)に達し得る。記載するような出発ポリマー分散液は、フィラーおよび添加剤との配合前に20cpと1000cpの間の初期粘度を有する(50rpmでスピンドルRV3を用いて室温で測定されるブルックフィールド粘度)。さらにいっそう好ましくは、前記分散液の出発粘度は、約100から約600cpの間であり得る。 Therefore, the final concentration of the dispersion can be adjusted. The thickener can be added to the dispersion containing the filler amount by conventional means to produce a viscosity as required. Thus, the viscosity of the dispersion can reach +3000 cP (Brookfield Spindle 4 at 20 rpm) with a moderate thickener supply (up to 4%, preferably less than 3% based on 100 phr polymer dispersion). The starting polymer dispersion as described has an initial viscosity of between 20 cp and 1000 cp (Brookfield viscosity measured at room temperature using a spindle RV3 at 50 rpm) prior to blending with fillers and additives. Even more preferably, the starting viscosity of the dispersion may be between about 100 and about 600 cp.
また、本発明の実施形態は、フィラーをポリマー/安定剤に添加するときのそれらの安定性によって特徴付けされる。これに関して、安定性は、得られる水性ポリオレフィン分散液の粘度の安定性を指す。その安定性を試験するために、一定の期間にわたって粘度を測定する。好ましくは、20℃で測定される粘度は、周囲温度で保管したとき、24時間の期間にわたって原粘度の+/−10%を維持する。 Embodiments of the invention are also characterized by their stability when fillers are added to the polymer / stabilizer. In this regard, stability refers to the viscosity stability of the resulting aqueous polyolefin dispersion. To test its stability, the viscosity is measured over a period of time. Preferably, the viscosity measured at 20 ° C. maintains +/− 10% of the original viscosity over a period of 24 hours when stored at ambient temperature.
本開示の実施形態に組み込むことができる水性分散液の例は、例えば、米国特許出願公開第2005/0100754号、米国特許出願公開第2005/0192365号、PCT公開第WO 2005/021638号、およびPCT公開第WO 2005/021622号(これらは、すべて、本明細書に参照として取り入れられている)に開示されている。 Examples of aqueous dispersions that can be incorporated into embodiments of the present disclosure include, for example, US Patent Application Publication No. 2005/0100754, US Patent Application Publication No. 2005/0192365, PCT Publication No. WO 2005/021638, and PCT. Publication No. WO 2005/021622, all of which are incorporated herein by reference.
分散液の形成 Dispersion formation
本明細書に開示する実施形態において使用する分散液は、当業者が認知している、任意の数の方法によって形成することができる。選択される実施形態では、例えばWO2005021638号(これは、その全体が本明細書に参照として取り入れられている)に記載されているような手順による、技術を用いることにより、前記分散液を形成することができる。 The dispersion used in the embodiments disclosed herein can be formed by any number of methods recognized by those skilled in the art. In selected embodiments, the dispersion is formed by using techniques, for example, according to a procedure as described in WO2005021638, which is hereby incorporated by reference in its entirety. be able to.
任意の方法を水性分散液の製造に用いることができるが、1つの実施形態において、前記分散液は、溶融混練プロセスによって形成することができる。例えば、混練機は、BANBURY(登録商標)ミキサー、一軸スクリュー押出機または多軸スクリュー押出機を含み得る。溶融混練は、1つまたはそれ以上の熱可塑性レジンを溶融混練するために典型的に使用される条件下で行うことができる。 Although any method can be used to make the aqueous dispersion, in one embodiment, the dispersion can be formed by a melt-kneading process. For example, the kneader may comprise a BANBURY® mixer, a single screw extruder or a multi-screw extruder. Melt kneading can be performed under conditions typically used to melt knead one or more thermoplastic resins.
1つの特定の実施形態において、前記プロセスは、前記分散液を構成する成分の溶融混練を含む。その溶融混練機は、様々な成分のための多数の引入れ口を具備し得る。例えば、その押出機は、直列に配置された4つの引入れ口を具備し得る。さらに、所望される場合には、その押出機の任意の位置に吸気孔を加えることができる。 In one particular embodiment, the process comprises melt kneading the components that make up the dispersion. The melt kneader can be equipped with multiple inlets for various components. For example, the extruder can comprise four inlets arranged in series. Further, if desired, air inlets can be added at any location in the extruder.
特定に実施形態では、ベースポリマー、安定剤、および場合によってはフィラーを、水および中和剤、例えば、アンモニア、水酸化カルシウム、またはこれら2つの組み合わせ、と共に押出機内で溶融混練して、分散液を形成する。多数の他の中和剤を使用できることは、当業者には理解される。一部の実施形態では、ベースポリマーと安定剤をブレンドした後、フィラーを添加することができる。一部の実施形態では、前記分散液を、先ず、約1から3重量%の水を含有するように希釈し、その後、約25重量%より多くの水を含むようにさらに希釈する。 In particular embodiments, the base polymer, stabilizer, and optionally filler, are melt kneaded in an extruder with water and a neutralizing agent such as ammonia, calcium hydroxide, or a combination of the two to form a dispersion. Form. Those skilled in the art will appreciate that many other neutralizing agents can be used. In some embodiments, the filler can be added after blending the base polymer and the stabilizer. In some embodiments, the dispersion is first diluted to contain about 1 to 3 weight percent water and then further diluted to contain more than about 25 weight percent water.
当分野において公知の任意の溶融混練手段を使用することができる。一部の実施形態では、混練機、BANBURY(登録商標)ミキサー、一軸スクリュー押出機、または多軸スクリュー押出機を使用する。本発明による分散液を製造するためのプロセスは、特に限定されない。1つの好ましいプロセスは、例えば、米国特許第5,756,659号および米国特許第6,455,636号に従って上述の成分を溶融混練する段階を含むプロセスである。 Any melt kneading means known in the art can be used. In some embodiments, a kneader, a BANBURY® mixer, a single screw extruder, or a multi-screw extruder is used. The process for producing the dispersion according to the present invention is not particularly limited. One preferred process is a process comprising the steps of melt kneading the above components according to, for example, US Pat. No. 5,756,659 and US Pat. No. 6,455,636.
本発明に従って使用することができる押出装置は、次のように説明することができる。押出機、一定の実施形態では二軸スクリュー押出機、は、背圧調整器、メルトポンプ、またはギアポンプに連結されている。実施形態は、塩基溜め部および初期水溜め部も備えており、これらのそれぞれがポンプを具備する。その塩基溜め部および初期水溜め部から、それぞれ、所望の塩基および初期水量が供給される。任意の適するポンプを使用することができるが、一部の実施形態では、240barの圧で約150cc/分のフローを生じさせるポンプを使用して、塩基および初期水を押出機に供給する。別の実施形態における液体噴射ポンプは、200barで300cc/分または133barで600cc/分のフローを生じさせる。一部の実施形態では、塩基および初期水を予熱器で予熱する。 An extrusion apparatus that can be used in accordance with the present invention can be described as follows. The extruder, in certain embodiments a twin screw extruder, is connected to a back pressure regulator, melt pump, or gear pump. The embodiment also includes a base reservoir and an initial water reservoir, each of which includes a pump. A desired base and an initial amount of water are supplied from the base reservoir and the initial water reservoir, respectively. Although any suitable pump can be used, in some embodiments, a pump that produces a flow of about 150 cc / min at a pressure of 240 bar is used to feed base and initial water to the extruder. The liquid jet pump in another embodiment produces a flow of 300 cc / min at 200 bar or 600 cc / min at 133 bar. In some embodiments, the base and initial water are preheated with a preheater.
例えばペレット、粉末またはフレークの形態のポリマーレジン(単数または複数)をフィーダーから押出機の引入れ口に供給し、そこでそのレジンを溶融または配合する。一部の実施形態では、そのレジンによっておよびそのレジンと一緒に安定剤をそのレジンに添加し、ならびに別の実施形態では、安定剤を、別途、その二軸スクリュー押出機に供給する。その後、そのレジンメルトをその押出機の混合および回収ゾーンから乳化ゾーンに送達し、そこで前記溜め部からの水および塩基の初期量をその引入れ口を通して添加する。一部の実施形態において、安定剤は、水流に、追加として添加することができ、または排他的に添加することができる。一部の実施形態では、その乳化混合物を、その押出機の希釈および冷却ゾーンにおける前記溜め部からの追加の水引入れ口でさらに希釈する。典型的には、前記分散液を、その冷却ゾーンにおいて少なくとも30重量パーセントの水に希釈する。加えて、この希釈混合物を、所望の希釈レベルが達成されるまで任意の回数、希釈することができる。一部の実施形態において、水は、二軸スクリュー押出機には添加せず、むしろ、レジンメルトを含有する流れに、そのメルトが押出機から出た後、添加する。このようにして、押出機内の圧力増大を無くす。 For example, polymer resin (s) in the form of pellets, powders or flakes is fed from a feeder to the inlet of the extruder where the resin is melted or compounded. In some embodiments, a stabilizer is added to the resin with and along with the resin, and in another embodiment, the stabilizer is fed separately to the twin screw extruder. The resin melt is then delivered from the extruder mixing and recovery zone to the emulsification zone where initial amounts of water and base from the reservoir are added through the inlet. In some embodiments, the stabilizer can be added as an addition or exclusively to the water stream. In some embodiments, the emulsified mixture is further diluted with an additional water inlet from the reservoir in the dilution and cooling zone of the extruder. Typically, the dispersion is diluted to at least 30 weight percent water in its cooling zone. In addition, the diluted mixture can be diluted any number of times until the desired dilution level is achieved. In some embodiments, water is not added to the twin screw extruder, but rather is added to the stream containing the resin melt after the melt exits the extruder. In this way, the pressure increase in the extruder is eliminated.
特定の実施形態では、フォームの形態の分散液の利用が望まれることがある。フォームを調製するとき、多くの場合、分散液を起泡させることが好ましい。例えば、フロスおよびフォームは、WO2005021622(これは、本明細書に参照として全面的に取り入れられている)に記載されているように調製することができる。本発明の実施の際、ガスを起泡剤として使用することが好ましい。適する起泡剤の例としては、ガス、例えば空気、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウムおよび/またはガスの混合物が挙げられる。空気を起泡剤として使用することが特に好ましい。典型的に、液体へのガスの機械的導入によって起泡剤を導入してフロスを形成する。この技術は、機械的起泡として公知である。起泡分散液を調製する際、すべての成分を混合し、その後、OAKES、MONDOまたはFIRESTONEフローサーなどの装置を使用してその混合物に空気またはガスをブレンドすることが好ましい。 In certain embodiments, it may be desirable to utilize a dispersion in the form of a foam. When preparing the foam, it is often preferable to foam the dispersion. For example, floss and foam can be prepared as described in WO2005016622, which is fully incorporated herein by reference. In the practice of the present invention, it is preferred to use gas as a foaming agent. Examples of suitable foaming agents include gases such as air, carbon dioxide, nitrogen, argon, helium and / or gas mixtures. It is particularly preferred to use air as a foaming agent. Typically, the froth is formed by introducing a foaming agent by mechanical introduction of a gas into the liquid. This technique is known as mechanical foaming. In preparing the foaming dispersion, it is preferred to mix all ingredients and then blend air or gas into the mixture using a device such as an OAKES, MONDO or FIRESTONE flower.
安定なフロスを調製するために有用な界面活性剤を本明細書ではフォーム安定剤と呼ぶ。フォーム安定剤は、本発明の実施に有用である。多数のフォーム安定剤を使用できることは、当業者には理解される。フォーム安定剤としては、例えば、スルフェート、スクシナマートおよびスルホスクシナマートを挙げることができる。 Surfactants useful for preparing a stable floss are referred to herein as foam stabilizers. Foam stabilizers are useful in the practice of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that a number of foam stabilizers can be used. Examples of foam stabilizers include sulfate, succinate and sulfosuccinate.
ポリマーコーテッド粒子 Polymer coated particles
上で説明したように、前記サンドまたは他の粒状材料は、分散液として供給することができるポリマーもしくはポリマー混合物でコートされたものである場合もあり、または前記ポリマーもしくはポリマー混合物と一体化されたものである場合もある。前記分散液は、ベースポリマー、安定剤、および分散媒、例えば、水、有機溶剤、またはこれらの組み合わせ、を含むことができる。その後、分散液を形成するために使用した水または有機溶剤をその粒状基材−分散液混合物から除去して、ポリマーコーテッド粒状基材に戻すことができる。本明細書では水性分散液に関して説明するが、これらのプロセスおよび結果は非水性分散液にも同等にあてはまる。 As explained above, the sand or other particulate material may be coated with a polymer or polymer mixture that can be supplied as a dispersion, or integrated with the polymer or polymer mixture. It can be a thing. The dispersion can include a base polymer, a stabilizer, and a dispersion medium such as water, an organic solvent, or a combination thereof. The water or organic solvent used to form the dispersion can then be removed from the particulate substrate-dispersion mixture and returned to the polymer-coated particulate substrate. Although described herein with respect to aqueous dispersions, these processes and results apply equally to non-aqueous dispersions.
1つの実施形態において、前記ポリマー分散液および粒状材料は、先ず、コートすべき粒状材料を高温に予熱することによって、一体化することができる。その後、その粒状材料をミキサーに供給することができ、それを継続的に攪拌し、そのミキサーの内容物を分散させることができる。 In one embodiment, the polymer dispersion and the particulate material can be integrated by first preheating the particulate material to be coated to an elevated temperature. Thereafter, the particulate material can be fed into a mixer, which can be continuously stirred to disperse the contents of the mixer.
その後、上に記載したようなポリマー分散液をそのミキサーに添加することができる。別の実施形態では、起泡分散液をそのミキサーに添加することができる。ミキサーに添加する分散液の量は、コートすべき粒状材料の量に基づく場合もあり、分散液中のポリマー含有量に基づく場合もあり、ならびにそれらの粒子上に所望のレベルのコーティングを形成するために十分なものでなければならない。 Thereafter, a polymer dispersion as described above can be added to the mixer. In another embodiment, the foaming dispersion can be added to the mixer. The amount of dispersion added to the mixer may be based on the amount of particulate material to be coated, may be based on the polymer content in the dispersion, and forms the desired level of coating on the particles. Must be enough for.
攪拌は、その分散液を全体にわたって均一に分散させて、その分散液で粒子を均一にコートするために十分なものでなければならない。一部の実施形態において、前記分散液は、前記粒状基材の表面の少なくとも50パーセントをコートすることができる。別の実施形態において、前記分散液は、前記粒状基材の表面の少なくとも60パーセント、別の実施形態において少なくとも70パーセント、別の実施形態において少なくとも80パーセント、およびさらに別の実施形態において少なくとも90パーセントをコートすることができる。一部の実施形態において、前記コーティングの程度は、顕微鏡での目視検査によって、その粒状基材の全体の色の変化によって、または重量増加/減少および/または粒子充填密度を測定することによって、観察することができる。例えば、ポリマーコーティングがある色であり、粒状基材が別の色である場合、それらの粒子の目視検査は、コート率を予測する手段となり得る。 Agitation must be sufficient to uniformly disperse the dispersion throughout and coat the particles uniformly with the dispersion. In some embodiments, the dispersion can coat at least 50 percent of the surface of the particulate substrate. In another embodiment, the dispersion is at least 60 percent of the surface of the particulate substrate, in another embodiment at least 70 percent, in another embodiment at least 80 percent, and in yet another embodiment at least 90 percent. Can be coated. In some embodiments, the degree of coating is observed by visual inspection under a microscope, by a change in the overall color of the granular substrate, or by measuring weight gain / reduction and / or particle packing density. can do. For example, if the polymer coating is one color and the granular substrate is another color, visual inspection of those particles can be a means of predicting the coating rate.
予熱する粒子の温度は、その水性分散液の少なくとも一部分を蒸発させるために十分なものであり得る。一部の実施形態では、前記粒状材料を約110℃と350℃の間の温度に予熱することができ、この温度は、蒸発させる水の量に基づき得る。それらの粒子への分散液の添加中に生成される水蒸気をそのミキサーから除去することができる。別の実施形態では、前記サンドおよび他の粒状材料を、約60℃と300℃の間、別の実施形態では約140℃と250℃の間、およびさらに別の実施形態では約160℃と230℃の間の温度に予熱することができる。別の実施形態では、前記粒状基材と分散液の混合物を、上に記載した温度に加熱して、溶剤および/または水を揮発させることができる。 The temperature of the preheating particles can be sufficient to evaporate at least a portion of the aqueous dispersion. In some embodiments, the particulate material can be preheated to a temperature between about 110 ° C. and 350 ° C., which can be based on the amount of water to be evaporated. Water vapor generated during the addition of the dispersion to the particles can be removed from the mixer. In another embodiment, the sand and other particulate material is between about 60 ° C and 300 ° C, in another embodiment between about 140 ° C and 250 ° C, and in yet another embodiment about 160 ° C and 230 ° C. It can be preheated to a temperature between 0 ° C. In another embodiment, the particulate substrate and dispersion mixture can be heated to the temperature described above to volatilize the solvent and / or water.
その後、それらのコーテッド粒子を100℃未満の温度に冷却することができ、その後、充填材としてまたは他の適する用途で使用するために、それらのコーテッド粒子を回収することができる。分散液を使用してそれらの粒子をコートすることによって易流動性材料を得ることができるが、形成してしまうことがある一切の凝集塊は、それらの粒子を篩いにかけることによって易流動性材料と分離することができ、ならびにそれらの凝集塊は、廃棄してもよいし、または充填材として使用するために解凝集してもよい。 The coated particles can then be cooled to a temperature of less than 100 ° C., and the coated particles can then be recovered for use as a filler or in other suitable applications. A free-flowing material can be obtained by coating the particles using a dispersion, but any agglomerates that may form are free-flowing by sieving the particles. The materials can be separated as well as their agglomerates may be discarded or deagglomerated for use as a filler.
一部の実施形態において、前記コーテッド粒子は、0.1重量パーセントから20重量パーセントの範囲のドライポリマー含有量を有し得る。別の実施形態において、前記コーテッド粒子は、1重量パーセントから15重量パーセント、別の実施形態において2重量パーセントから13重量パーセント、別の実施形態において3重量パーセントから10重量パーセント、別の実施形態において4重量パーセントから8重量パーセント、およびさらに別の実施形態において5重量パーセントから7重量パーセントの範囲のドライポリマー含有量を有し得る。 In some embodiments, the coated particles can have a dry polymer content in the range of 0.1 weight percent to 20 weight percent. In another embodiment, the coated particles are 1 to 15 weight percent, in another embodiment 2 to 13 weight percent, in another embodiment 3 to 10 weight percent, in another embodiment. It may have a dry polymer content in the range of 4 to 8 weight percent, and in yet another embodiment in the range of 5 to 7 weight percent.
一定の実施形態では、前記熱可塑性ポリマーを架橋させることができる。1つの実施形態では、前記粒状基材を前記分散液でコートする前に、前記熱可塑性ポリマーを少なくとも部分的に架橋することができる。別の実施形態では、前記粒状基材を前記分散液でコートした後に、前記熱可塑性ポリマーを少なくとも部分的に架橋させることができる。上で説明した添加剤および方法のいずれかを用いて、前記熱可塑性ポリマーを架橋させることができる。例えば、前記ポリマーは、任意の公知手段、例えば、過酸化物、電子ビーム、シラン、アジド、ガンマ線照射、または他の架橋技術の使用により、架橋させることができる。 In certain embodiments, the thermoplastic polymer can be crosslinked. In one embodiment, the thermoplastic polymer can be at least partially crosslinked prior to coating the particulate substrate with the dispersion. In another embodiment, the thermoplastic polymer can be at least partially crosslinked after the granular substrate is coated with the dispersion. Any of the additives and methods described above can be used to crosslink the thermoplastic polymer. For example, the polymer can be crosslinked by any known means, such as the use of peroxide, electron beam, silane, azide, gamma irradiation, or other crosslinking techniques.
一部の実施形態では、上に記載したコーテッド粒子を合成芝の充填材として使用することができる。長期使用後の合成芝システムの変形は、パイルの高さ、ふさの密度、および糸強度に依存し得る。充填用材料のタイプおよび体積も前記芝の最終的な耐変形性に有意な影響を及ぼす。リスポート試験は、摩耗性能を分析するために用いることができ、有効な芝システムを設計するために有用である。加えて、温度性能および老化、ならびに結果として得られる芝のバウンスおよび回転特性を分析するための試験を行うことができる。これらの特性のそれぞれに関して、上で説明したような充填用材料を含有する芝は、サッカーフィールドにおける芝として使用するためのFIFA規格を満たすことができる(例えば、「February 2005 FIFA Quality Concept Requirements for Artificial Turf Surfaces」, the FIFA handbook of test methods and requirements for artificial football turf(これは、全面的に本明細書に参照として取り入れられている)を参照のこと)。 In some embodiments, the coated particles described above can be used as a synthetic turf filler. The deformation of the synthetic turf system after long-term use can depend on pile height, bush density, and yarn strength. The type and volume of filling material also has a significant effect on the final deformation resistance of the turf. The re-sport test can be used to analyze wear performance and is useful for designing effective turf systems. In addition, tests can be performed to analyze the temperature performance and aging, and the resulting turf bounce and rotation characteristics. For each of these properties, turf containing filler material as described above can meet FIFA standards for use as turf in a soccer field (eg, “February 2005 FIFA Quality Concept Requirements for Artificial Turf Surfaces ", the FIFA handbook of test methods and requirements for artificial football turf (which is incorporated herein by reference in its entirety).
本明細書に記載するポリマーコーテッド基材の実施形態は、試験法EN ISO 20105−A02に従って、グレースケール3より高いまたは3である変退色を有し得る。本ポリマーコーテッド基材の別の実施形態は、試験法EN 933−パート1、prEN 14955、およびEN 13041をそれぞれ用いて試験して、粒径、粒子の形、およびかさ密度についてのFIFA要求事項を満たすことができる。本ポリマーコーテッド基材は、環境適合性についてのDIN V 18035−7−2002−06要求事項にも準拠し得る。 Embodiments of the polymer-coated substrates described herein may have a fading color that is higher or 3 than grayscale 3 according to test method EN ISO 201005-A02. Another embodiment of the polymer coated substrate was tested using test methods EN 933-Part 1, prEN 14955, and EN 13041, respectively, to determine FIFA requirements for particle size, particle shape, and bulk density. Can be satisfied. The polymer-coated substrate may also comply with DIN V 18035-7-2002-06 requirements for environmental compatibility.
実施例 Example
水性分散液 Aqueous dispersion
分散液1:プロピレン−エチレンコポリマーの水性分散液を、WO2005021638に記載されているような手順に従って形成した。分散液1は、プロピレン−エチレンコポリマーを使用して形成した(約9重量パーセントのエチレン、25dg/分のMI2、および0.876g/ccの密度)。使用した界面活性剤系は、PRIMACOR(商標)5980I(The Dow Chemical Companyから入手できるエチレンアクリル酸コポリマー)であった。PRIMACOR(商標)は、そのプロピレン−エチレンコポリマーの重量に基づいて17重量パーセントの負荷量で使用した。 Dispersion 1: An aqueous dispersion of propylene-ethylene copolymer was formed according to the procedure as described in WO2005021638. Dispersion 1 was formed using a propylene-ethylene copolymer (about 9 weight percent ethylene, 25 dg / min MI2, and a density of 0.876 g / cc). The surfactant system used was PRIMACOR ™ 5980I (an ethylene acrylic acid copolymer available from The Dow Chemical Company). PRIMACOR ™ was used at a loading of 17 weight percent based on the weight of the propylene-ethylene copolymer.
そのプロピレン−エチレンコポリマーをその界面活性剤とドライブレンドした。その後、その混合物を、Berstorff ZE25(36L/D、450rpm)およびSchenck Mechatron ロス・イン・ウエイト・フィーダーを使用して4.5kg/時(10 lbs/時)で押出した。ISCOデュアルシリンジポンプによって45%(w/w)水酸化カリウム溶液を0.9cc/分でおよびDI水を1.2cc/分で計量供給した。その水酸化カリウム溶液とDI水を混合し、150℃にセットしたDC200シリコーン油浴によって調節する24インチのコア/シェル型熱交換器(20フィートの1/8インチのチュービングコア)によって予熱し、初期水溶液(IA)インジェクターに供給した。ISCOデュアルシリンジポンプを使用して100cc/分の速度で希釈水を希釈水インジェクターに送達した。150℃にセットした同様の予熱器にもその蒸留水を通した。上流の圧を約17.2barg(250psig)に維持するように調整したGO(Circor)BP−60背圧調整器によってバレルに背圧をもたらした。 The propylene-ethylene copolymer was dry blended with the surfactant. The mixture was then extruded at 4.5 kg / hr (10 lbs / hr) using a Berstorff ZE25 (36 L / D, 450 rpm) and a Schenck Mechatron loss-in-weight feeder. 45% (w / w) potassium hydroxide solution was metered at 0.9 cc / min and DI water at 1.2 cc / min via an ISCO dual syringe pump. The potassium hydroxide solution and DI water are mixed and preheated by a 24 inch core / shell heat exchanger (20 feet 1/8 inch tubing core) regulated by a DC200 silicone oil bath set at 150 ° C. An initial aqueous solution (IA) injector was fed. Dilution water was delivered to the dilution water injector at a rate of 100 cc / min using an ISCO dual syringe pump. The distilled water was also passed through a similar preheater set at 150 ° C. Back pressure was provided to the barrel by a GO (Circor) BP-60 back pressure regulator adjusted to maintain the upstream pressure at about 17.2 barg (250 psig).
その背圧調整器を放置して冷却した後、その分散液生成物を直接回収し、濾過し、粒径、pH、固体含有量および粘度について分析した。生成した水性分散液は、51.6重量パーセントの固体含有量、10.0のpH、および308センチポイズの粘度(RV−2スピンドル、22.5℃、100rpm)を有した。Coulter LS230粒子分析計によって測定した分散ポリマー相は、0.99マイクロメートルの平均体積直径粒径および1.95の粒径分散度から成るものであった。 After allowing the back pressure regulator to cool down, the dispersion product was collected directly, filtered and analyzed for particle size, pH, solids content and viscosity. The resulting aqueous dispersion had a solids content of 51.6 weight percent, a pH of 10.0, and a viscosity of 308 centipoise (RV-2 spindle, 22.5 ° C., 100 rpm). The dispersed polymer phase measured by a Coulter LS230 particle analyzer consisted of an average volume diameter particle size of 0.99 micrometers and a particle size dispersity of 1.95.
分散液2:エチレン−オクテンコポリマー(The Dow Chemical Companyから入手できる、5.0dg/分のMI2および0.870g/ccの密度を有する、ENGAGE(商標)8200)を使用して、WO2005021638に記載されているような手順に従って分散液2も形成した。使用した界面活性剤系は、PRIMACOR(商標)5980I(上で説明したとおり)であった。そのエチレン−オクテン共重合体の重量に基づき15重量パーセントの負荷量でPRIMACOR(商標)を使用した。 Dispersion 2: An ethylene-octene copolymer (ENGAGE ™ 8200, available from The Dow Chemical Company, having a MI2 of 5.0 dg / min and a density of 0.870 g / cc) is described in WO2005021638 Dispersion 2 was also formed according to the procedure as described. The surfactant system used was PRIMACOR ™ 5980I (as described above). PRIMACOR ™ was used at a loading of 15 weight percent based on the weight of the ethylene-octene copolymer.
そのエチレン−オクテンコポリマーを前記界面活性剤とドライブレンドした。その後、その混合物を、Berstorff ZE25(36L/D、450rpm)およびSchenck Mechatron ロス・イン・ウエイト・フィーダーを使用して4.5kg/時(10 lbs/時)で押出した。ISCOデュアルシリンジポンプによって45%(w/w)水酸化カリウム溶液を0.9cc/分でおよびDI水を1.2cc/分で計量供給した。その水酸化カリウム溶液とDI水を混合し、150℃にセットしたDC200シリコーン油浴によって調節する24インチのコア/シェル型熱交換器(20フィートの1/8インチのチュービングコア)によって予熱し、初期水溶液(IA)インジェクターに供給した。ISCOデュアルシリンジポンプを使用して100cc/分の速度で希釈水を希釈水インジェクターに送達した。150℃にセットした同様の予熱器にもその蒸留水を通した。上流の圧を約17.2barg(250psig)に維持するように調整したGO(Circor)BP−60背圧調整器によってバレルに背圧をもたらした。 The ethylene-octene copolymer was dry blended with the surfactant. The mixture was then extruded at 4.5 kg / hr (10 lbs / hr) using a Berstorff ZE25 (36 L / D, 450 rpm) and a Schenck Mechatron loss-in-weight feeder. 45% (w / w) potassium hydroxide solution was metered at 0.9 cc / min and DI water at 1.2 cc / min via an ISCO dual syringe pump. The potassium hydroxide solution and DI water are mixed and preheated by a 24 inch core / shell heat exchanger (20 feet 1/8 inch tubing core) regulated by a DC200 silicone oil bath set at 150 ° C. An initial aqueous solution (IA) injector was fed. Dilution water was delivered to the dilution water injector at a rate of 100 cc / min using an ISCO dual syringe pump. The distilled water was also passed through a similar preheater set at 150 ° C. Back pressure was provided to the barrel by a GO (Circor) BP-60 back pressure regulator adjusted to maintain the upstream pressure at about 17.2 barg (250 psig).
その背圧調整器を放置して冷却した後、その分散液生成物を直接回収し、濾過し、粒径、pH、固体含有量および粘度について分析した。生成した水性分散液は、45.8重量パーセントの固体含有量、10.1のpH、および104センチポイズの粘度(RV−2スピンドル、22.5℃、100rpm)を有した。Coulter LS230粒子分析計によって測定した分散ポリマー相は、0.87マイクロメートルの平均体積直径粒径および1.62の粒径分散度から成るものであった。 After allowing the back pressure regulator to cool down, the dispersion product was collected directly, filtered and analyzed for particle size, pH, solids content and viscosity. The resulting aqueous dispersion had a solids content of 45.8 weight percent, a pH of 10.1, and a viscosity of 104 centipoise (RV-2 spindle, 22.5 ° C., 100 rpm). The dispersed polymer phase measured by a Coulter LS230 particle analyzer consisted of an average volume diameter particle size of 0.87 micrometers and a particle size dispersity of 1.62.
ポリマーコーテッドサンド Polymer coated sand
上で説明した分散液を使用して、ポリマーコーテッドサンドを形成した。シリカ系サンドを予熱ユニットにおいてで220℃の温度に加熱した。その後、その予熱したサンドと水性分散液をタンブルミキサーにおいて混ぜた。予熱したサンドと分散液が接触した結果として生じた水蒸気は、混合中にそのタンブラーから除去した。その後、周囲温度の空気をそのミキサーに向けることによって、その形成された混合物を約60℃の温度に冷却した。その後、2mmの開口部を有する振動篩にその冷却した混合物を通して、このプロセスの間に形成されてしまうことがある一切の凝集塊から易流動性粒子を分離した。 The dispersion described above was used to form a polymer coated sand. The silica-based sand was heated to a temperature of 220 ° C. in a preheating unit. Thereafter, the preheated sand and the aqueous dispersion were mixed in a tumble mixer. Water vapor resulting from contact between the preheated sand and the dispersion was removed from the tumbler during mixing. The formed mixture was then cooled to a temperature of about 60 ° C. by directing ambient temperature air to the mixer. The free-flowing particles were then separated from any agglomerates that could form during this process by passing the cooled mixture through a vibrating sieve having a 2 mm opening.
分散液1および分散液2をそれぞれ使用して、ポリマーコーテッドサンドを形成した。8重量パーセントのポリオレフィン含有量を有するポリマーコーテッドサンドを製造した。分散液1および2から形成されたポリマーコーテッドサンドの分析により、それらのコーテッド粒子が易流動性であることが証明された。 Dispersion 1 and Dispersion 2 were used to form polymer coated sand. A polymer coated sand having a polyolefin content of 8 weight percent was produced. Analysis of the polymer coated sand formed from dispersions 1 and 2 proved that the coated particles were free flowing.
本明細書に記載するように製造したポリマーコーテッドサンドは、数ある他の用途の中でも人工サッカーおよび競技面のための充填用材料として有用であり得る。有利なことに、本明細書に開示する実施形態は、均一で均質なコーティング、良好な耐熱性およびすべり抵抗性、ならびに良好な触感および美しさを有するポリマーコーテッドサンドを提供することができる。特に、本明細書に記載する実施形態は、先行技術の充填材と比較して、改善された保色性、良好な跳ね返りおよび耐摩耗性、良好な耐熱性、より低い充填レベルでのより良好な芝安定性、改善された可撓性および柔軟性、ならびにより低いコストを含めて、これらの特性の優れたバランスに備えるものであり得る。 The polymer coated sand produced as described herein can be useful as a filling material for artificial soccer and playing surfaces, among other applications. Advantageously, the embodiments disclosed herein can provide a polymer coated sand having a uniform and homogeneous coating, good heat and slip resistance, and good tactile feel and beauty. In particular, the embodiments described herein have improved color retention, good rebound and wear resistance, good heat resistance, better at lower filling levels compared to prior art fillers. Can provide for an excellent balance of these properties, including turf stability, improved flexibility and softness, and lower costs.
本明細書に記載するポリマーコーテッド基材の実施形態は、他の数ある中でも、回転成形された柔軟な物品、プロパント、他の人工芝生用途、例えばゴルフコースおよび造園、のための充填材、ならびに騒音および防振用の重質層での使用をはじめとする用途にも有用であり得る。 The polymer-coated substrate embodiments described herein include, among other numbers, fillers for rotationally molded flexible articles, proppants, other artificial lawn applications such as golf courses and landscaping, and It can also be useful in applications including use in heavy layers for noise and vibration isolation.
本明細書に開示する別の実施形態は、より大きいコーティング重量、ならびに組成および分子量の点でのポリマー材料のより幅広い選択に備えており、これは、より柔軟な材料の使用を可能にし、その結果、改善された緩衝特性が得られる。例えば、本明細書に記載するポリオレフィンのメルトフローは、限定されない。生成される材料が柔軟なほど、表面のあらさが低減されるため、結果として長期の摩耗抵抗を得ることができる。 Another embodiment disclosed herein provides for a greater coating weight and a wider selection of polymeric materials in terms of composition and molecular weight, which allows the use of more flexible materials, As a result, improved buffer characteristics are obtained. For example, the melt flow of the polyolefin described herein is not limited. The softer the material produced, the less the surface roughness, resulting in long term wear resistance.
限られた数の実施形態に関して本発明を説明したが、本明細書に開示する本発明の範囲から逸脱することなく別の実施形態を案出できることは、本開示の恩恵に与る当業者には理解される。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることとなる。 Although the present invention has been described with respect to a limited number of embodiments, it will be apparent to one of ordinary skill in the art having the benefit of this disclosure that other embodiments may be devised without departing from the scope of the invention disclosed herein. Is understood. Accordingly, the scope of the invention should be limited only by the attached claims.
すべての先行文献は、こうして取り入れることが許されるすべての権限について、参照により全面的に本明細書に取り入れられている。さらに、試験手順を含めて、本明細書に引用したすべての文献は、こうして取り入れることが許されるすべての権限について、そうした開示が本発明の記載に矛盾しない程度に、参照により全面的に本明細書に取り入れられている。 All prior documents are hereby incorporated by reference in their entirety for all powers permitted to be incorporated in this manner. Furthermore, all references cited herein, including test procedures, are hereby fully incorporated by reference to the extent that such disclosure does not conflict with the description of the present invention for all powers permitted in this way. It is incorporated in the book.
Claims (22)
前記塗布化合物が前記粒状基材の表面の少なくとも50%をコートし、そして塗布時に前記塗布化合物が、プロピレン系ホモポリマー、コポリマー、共重合体、およびマルチブロック共重合体;エチレン系ホモポリマー、コポリマー、共重合体、およびマルチブロック共重合体;ならびにこれらの組み合わせから成る群より選択される熱可塑性ポリマーと、水および場合によって有機溶剤を含む分散媒と、前記熱可塑性ポリマーとは異なる1つまたはそれ以上の極性ポリオレフィン分散安定化ポリマーとを含む混合物を溶融混練して形成される水性分散液を含む、ポリマーコーテッド粒状材料。 A polymer coated particulate material comprising a particulate substrate and a coating compound,
The coating compound coats at least 50% of the surface of the particulate substrate, and when coated, the coating compound is a propylene homopolymer, copolymer, copolymer, and multiblock copolymer; an ethylene homopolymer, copolymer , copolymers, and multiblock copolymers; and a thermoplastic polymer selected from the group consisting of, a dispersion medium containing an organic solvent with water and optionally, one different from the thermoplastic polymer or A polymer-coated granular material comprising an aqueous dispersion formed by melt-kneading a mixture containing a polar polyolefin dispersion-stabilized polymer .
粒状基材材料を60℃から350℃の間の温度に予熱する段階;
前記予熱した粒状材料と前記水性分散液とを攪拌して混ぜる段階;
前記分散媒の少なくとも一部分を蒸発させる段階;
前記蒸発した分散媒の少なくとも一部分を除去する段階;そして、
ポリマーコーテッド粒状材料を冷却する段階
を含む、ポリマーコーテッド粒状材料の形成方法。 A thermoplastic polymer selected from the group consisting of propylene-based homopolymers, copolymers, copolymers, and multi-block copolymers; ethylene-based homopolymers, copolymers, copolymers, and multi-block copolymers; and combinations thereof And an aqueous dispersion formed by melt-kneading a mixture comprising one or more polar polyolefin dispersion stabilizing polymers different from the thermoplastic polymer, and a dispersion medium containing water and optionally an organic solvent. Stage to do;
Preheating the particulate substrate material to a temperature between 60 ° C and 350 ° C;
Stirring and mixing the preheated granular material and the aqueous dispersion;
Evaporating at least a portion of the dispersion medium;
Removing at least a portion of the evaporated dispersion medium; and
A method of forming a polymer-coated particulate material, comprising cooling the polymer-coated particulate material.
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